Понятия сущность и свойства, их описание

 

Необходимо разработать информационную модель экологических показателей в различных регионах Украины. На начальной стадии мы должны определить объем и категорию информации, которая должна быть введена в базу данных и сохраняться в ней. Также необходимо описать схему связей, определить сущности (таблицы) и описать (определить) их структуру.

Исходя из этого в рассматриваемой задаче информация об основных экологических показателях различных регионов страны должна включать следующие данные:

· список административных единиц (регионов) на территории Украины с указанием областных центров, их площади и населением;

· основные особенности природных составляющих региона, аграрных и промышленных ресурсов;

· другую информацию, характеризующую экологическое состояние региона.

Как видно из предлагаемой задачи информационная система «Экология» представляет собой емкую базу данных, имеющую довольно сложную структуру.

Нам необходимо определить главную категорию (информацию), относительно которой будут выстраиваться отношения с другими категориями. Если внимательно рассмотреть каждый пункт задачи, то становится очевидным, что каждая из задач, в нашем случае, является описанием экологического состояния региона.

Итак, мы определили, что главная категория (сущность, объект, класс), относительно который мы будем строить отношения – это административная единица (наименование региона). Все другие категории, такие как: «природные ресурсы», «аграрные ресурсы», «промышленные ресурсы», «экологическое состояние региона» и др. относятся и описывают экологию региона.

Напомним, что понятие категория (класс) в ООП – это абстрактный тип данных, который включает собственные свойства и методы. Таким образом, категория «Административная единица» – это список регионов, содержащий необходимую информацию (свойства, поля данных) о каждом административной единице.

В общем виде информационно-логическая структура (модель) базы данных (информационной системы), описывается графом, который демонстрирует отношения категорий (рис.1). Категории могут быть простыми и сложными.

 

Общий вид информационно логической структуры СУБД

Рис.1

 

Простая категория представляет собой множество данных, однозначно описывающих определённую категорию. Она является, по сути, двумерным массивом данных (таблицей), содержащей имена полей – столбцы таблицы (атрибуты) и записи – строки таблицы (кортежи). На пересечении строки и столбца таблицы находится значение атрибута (значение свойства конкретной записи).

Сложной категорией является такая категория, которая не может однозначно быть определена (описана) в двумерном представлении, т.е. представляет собой n – мерный массив.

Так, как концепция построения реляционных баз данных определяет, что категории должны быть простыми, то сложная категория должна быть представлена в виде нескольких взаимоподчиненных простых категорий. В качестве примеров сложной категории можно рассмотреть объект (класс) TForm (Delphi) имеющий свойство Pixels, определенное через свойство Canvas (Form1.Canvas.Pixels[X,Y]) или отношение шрифта (Font) для диапазона ячеек (Range) объекта (Лист1): Лист1.Range(“A1:C1”). Font в среде VBA.

Если на начальной стадии проектирования базы данных затруднительно определить, является ли категория сложной, то в информационно- логической схеме допускается ее представление, как условно простой категории, а детализация такой категории осуществляется на стадии описания сущностей (объектов, таблиц) и их отношений между собой.

 

Представим модель будущей системы (базы данных «Экология») как отношение:

Административная единица ----à ее экологическое состояние

Проанализируем категорию «Административная единица». Это простая категория, которая может быть представлена следующими свойствами (полями):

· наименование региона;

· областной центр;

· население;

· площадь

Проанализируем категорию «Природные ресурсы». Данная категория содержит информацию о площадях водного бассейна, лесов, посевных полей (агроресурс) и количестве промышленных предприятий, которые характеризуют данный регион.

Проанализируем категорию «Экологическое состояние». Данная категория содержит информацию об объемах загрязнения водного и воздушного бассейнов, промышленными и радиоактивными отходами.

Исходя, из проведенного анализа следует, что информационно – логическая схема (модель) базы данных имеет вид:

Административная единица ----àприродные ресурсы---à экологическое состояние

 

После определения структуры информационной модели системы мы можем приступить к описанию каждой категории – сущности.

Рассмотрим, каким свойством (значением поля) можно реализовать отношение категории «Административная единица» к другим категориям, т.е определить, что является первичным ключом (первичным индексом) будущей таблицы.

Чтобы решить данную задачу достаточно определить, какой уникальной информацией (аутентификацией) может обладать административная единица на территории Украины. Ответ простой – это порядковый номер области в государственном реестре, присвоенный территориальным управлением кабинета министров и действующий на территории государства. Другим идентификатором может быть наименование региона (области). Поскольку второй вариант для нас является более доступным, принимаем в качестве первичного ключа наименование региона.

Исходя из выше изложенного материала, категорию «Административная единица» можно описать таблицей «Характеристика региона» (рис.2).

Таблица «Характеристика региона»

Характеристика региона

Наименование региона

Областной центр

Население, тыс. чел.

Площадь, кв. км.

Количество районов

 

Рис.2

 

Категория «Природные ресурсы», описывается полями:

· площадь водного бассейна;

· площадь лесной зоны;

· площадь посевных полей;

· количество промышленных предприятий в регионе;

Помимо указанных полей, для обеспечения отношения с таблицей «Характеристика региона», рассматриваемая таблица должна обязательно включать поле «Наименование региона» (рис.3).

Таблица «Природные ресурсы»

 

Природные ресурсы

Наименование региона

площадь водного бассейна

площадь лесной зоны

площадь посевных полей

количество пром. предприятий

Рис.3

Категория «Экологическое состояние», описывается полями:

· объем загрязнения водного бассейна;

· объем загрязнения воздушного бассейна;

· объем загрязнения промышленными отходами;

· радиоактивное загрязнение.

 

Помимо указанных полей, для обеспечения отношения с таблицей «Характеристика региона», рассматриваемая таблица должна обязательно включать поле «Наименование региона» (рис.4).

 

Экологическое состояние

Наименование региона

объем загрязнения водного бассейна

объем загрязнения воздушного бассейна

объем загрязнения промышленными отходами

радиоактивное загрязнение

Рис. 4

Таким образом, разработанная схема базы данных, обеспечивающая получение информации о ресурсах и экологическом состоянии региона будет иметь вид, представленный на рис.5.

Характеристика региона

Наименование региона

Областной центр

Население, тыс. чел.

Площадь, кв. км.

Количество районов

Природные ресурсы

Наименование региона

площадь водного бассейна

площадь лесной зоны

площадь посевных полей

количество пром. предприятий

 

 

Экологическое состояние

Наименование региона

объем загрязнения водного бассейна

объем загрязнения воздушн. бассейна

объем загрязнения пром. отходами

радиоактивное загрязнение

 

 

Рис.5

 

В приведенной схеме внешний ключ «Наименование региона» таблицы «Характеристика региона» ссылается на первичный ключ «Наименование региона» таблицы «Природные ресурсы» и первичный ключ «Наименование региона» таблицы «Экологическое состояние ». Такое отношение называется один ко многим и позволяет представить (выбрать) информацию в виде, приведенном на рис.6.

 

 

Рис. 6