ТОП 10:

Проектирование концептуальной инфологической модели.



Концептуальные инфологические модели (КИМ) сроятся на основе результатов анализа предметной области (ПО). При разработке КИМ используются различные инструменты(методологии):

1. графовые модели.

2. семантические сети.

3. модели «сущность-связь»(E-R-модели).

Третий вариант оказался более эффективным. E-R-модели – это неформальные модели ПО, которые позволяют отображать объекты ПО, а так же взаимодействие между объектами ПО. Относительная простота этого типа моделей позволяет использовать их и для сбора информации о ПО, и для общения с будущими пользователями и как инструмент для проектировки БД.

Основное назначение КИМ – в виде E-R-модели – это смысловое(семантическое) описание ПО и представления информации о ПО в таком виде, который позволяет обосновано выбрать вид датологической модели, а так же структуру данных, используемых в АИС.

Положительным качеством E-R-модели является то, что на их основе создается такое формализованное описание ПО, которое в дальнейшем позволяет разработать ПО АИС с использованием средств автоматизационного проектирования(case – средств).

CASE-средства представляют собой программные средства, поддерживающие процесс создания и/или сопровождения АИС на этапах:

1. анализа и формировки требований с системе.

2. проектирования БД и приложений.

3. генерации кода.

4. тестирование и т.д.

При составлении E-R-модели используются 3 основных элемента, с помощью которых отображается ПО:

- сущность (объект),

- атрибуты (свойства),

- связи (взаимодействие).

При построении E-R-модели временная составляющая в составе конструктивных элементов в явном виде отсутствует. Однако время наступления тех или иных событий в ПО может быть определено в моделях «сущность-связь» путем введения актуальных атрибутов(например, дата рождения, даты поступления в ВУЗ и т.д.).

Сущность — собирательное понятие, или абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором надо хранить информацию в АИС.

Необходимо различать понятия: тип сущности и экземпляр сущности.

Тип сущности определяет класс (набор) однотипных объектов, а экземпляр сущности — конкретный объект из данного набора.

 
 

Пример

 

Атрибут — поименованная характеристика сущности, которая принимает значения из некоторого множества значений. В E-R-моделях атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируется свойства сущностей.

Необходимо различать понятия : тип атрибута и экземпляр атрибута.

Тип атрибута определяет класс(набор) однородных значений атрибута,

Экземпляр атрибута определяет конкретное значение атрибута из множества допустимых значений.

Например, для сущности Город: тип атрибута – численность населения города, экземпляр атрибута – численность населения города Новочеркасск 200 тыс. чел.

Чтобы задать атрибут сущности в модели следует:

1. присвоить ему наименование,

2. привести смысловое описание атрибута,

3. определить множество его допустимых значений.

Сущности могут иметь информационные атрибуты и идентификационные атрибуты(ключи).

Идентификационный атрибут называется ключевым и он должен обозначать однозначное нахождение экземпляра сущности, т.е. ключ должен быть уникальным.

 

ФИО Номер зачетки Оценка
     

Ключ может быть составным, т.е. конструироваться из нескольких атрибутов.

Абсолютных отличий между типами сущностей и атрибутов нет, т.е. для одной ПО набор сущностей и типов атрибутов может отличаться в зависимости от того, кто проектирует или разрабатывает КИМ, ресурсов, предоставляемых для проектирования и т.д.

Пример. Сущность «автомобиль», марка двигателя является атрибутом в рамках АИС головного предприятия сбора. Для завода, выпускающего двери, тип двигателя является сущностью со своим набором атрибутов.

Связь — средство моделирования данных о ПО, с помощью которого отображается взаимное влияние сущностей друг на друга. Для отображения связей так же могут использоваться атрибуты.

Необходимо различать понятия: тип связи и экземпляр связи. Понятие 'тип связи' используется для отражения связи или взаимного влияния между типами связи. Экземпляр связи рассматриваемого типа существует между конкретными экземплярами рассмотренного типа сущности.

При построении E-R диаграмм сущности изображаются в виде прямоугольников, атрибуты — в виде овалов, а связи — в виде ромбом или шестиугольников(рис. 3.3.1).

Рис. 3.3.1.

C целью повышения наглядности и удобства проектирования для представления:1) Сущностей , 2) Экземпляров сущностей и 3) Связей между ними используются следующие графические средства :

-диаграммы ER-экземпляров (Д-ER-Э)

-диаграммы ER-типа(основная) (Д-ER-T)

Пример : диаграммы ER-экземпляров для сущностей “Преподаватель” и “дисциплина ” со связью “ВЕДЁТ” :

 

Рис. 3.3.2.Диаграмма ER-экземпляров .

 

Д-ER-Э -показывает, какую конкретно дисциплину (БД , ТАУ и т.д.) ведёт каждый преподаватель .

Пример: диаграмма ER-типа (D-ER-T) представлена на рис.3.3.3. Она соответствует рассмотренной диаграмме ER-экземпляров (рис.3.3.2) .

Рис. 3.3.3 Диаграмма ER-типа .

 

На начальном этапе проектирования БД выделяются атрибуты , составляющие ключи из сущностей .

На основе анализа Д-ER-T формируются отношения проектируемой БД . При этом учитывается : 1)Степень (тип) связи сущностей (ССС); 2) Класс их принадлежности (КП).Эти параметры ССС и КП в свою очередь определяются на основе анализа диаграммы ER-экземпляров , соответствующих сущностей . ССС является характеристикой связи между сущностями , которая может быть типа : 1:1 ,1:M , N:M (уже обсуждалось)

КП сущности может быть : обязательным и необязательным .

КП сущности является обязательным , если все экземпляры этой сущности обязательно участвуют в рассматриваемой связи , в противном случае КП является необязательным .

Варьируя КП для каждых из названных типов связи , можно получить несколько вариантов диаграмм ER-типа .

Пример1. Связь типа 1:1 и необязательный КП .

В приведённой на рис. 3.3.6 Д-ER-Э ССС 1:1 , а КП обеих сущностей – Н.О. Действительно из рис.3.3.6 видно следующее :

1. Каждый преподаватель ведёт на более 1-ой дисциплины , а каждая дисциплина ведётся не более чем 1-им преподавателем (ССС 1:1) .

2. Некоторые преподаватели не ведут ни одной дисциплины и имеются дисциплины , которые не ведёт ни один преподаватель (т.е. КП-необязательный) .

Пример2. Связь типа 1:1 и обязательный КП .

На рис.3.3.4 приведены диаграммы , у которых СС между сущностями 1:1 , а КП обеих сущностей обязательный .

а) Д-ER -экземпляров

б) Д-ER -типа

Рис. 3.3.4. Диаграмма для связи 1:1 и обязательным КП обеих сущностей .

 

Возможны два промежуточных вариантов с необязательным классом принадлежности одной из сущности Н-О и О-Н >>

Замечания

1.На диаграмме-ER-T обязательное участие в связи экземпляров сущности отмечается блоком с точкой внутри , смежным с блоком этой сущности (рис. 3.3.4 б))

2. При необязательном участии экземпляров сущности в связи дополнительный блок к блоку сущности не пристраивается , а точка размещается на линии связи (рис.3.3.3).

3. Символы на линии связи указывают на степень связи сущностей (ССС) .

4. Под каждым блоком (прямоугольником) , соответствующим некоторой сущности , может указываться её первичный ключ .

<< Многоточие за ключевыми атрибутами означает , что возможны другие атрибуты сущности , но ни один из них не может быть частью ключа .>>

Пример : Связи типа 1:M .

Каждый преподаватель может вести несколько дисциплин или не одной , но каждая дисциплина ведётся одним преподавателем (рис. 3.3.5) .

Эти связи могут иметь ряд вариантов , отличающихся классом принадлежности одной или обеих сущностей . Обозначим обязательный класс принадлежности (КП) символом “O” , а необязательный символом “Н” . Тогда варианты для связи 1:M условно можно представить как : O-O , O-H , Н-О , Н-Н .На рис. 3.3.5 приведёны диаграммы с вариантом связи Н-О.

а) Д-ER-экземпляров

б) ER-типов

Рис .3.3.5 Диаграммы для связи типа 1:M варианта Н-О

 

Создание локальных концептуальных инфалогических моделей(моделирование локальных представлений) - ЛКИМД(ЛКМД).

 

Обычно при построении концептуальных инфологических моделей (КИМ) ПО осуществляется декомпозиция всей ПО на какие-то фрагменты (локальные представления (ЛП) . Каждый фрагмент (локальные представления) моделируется отдельно и создаются локальные концептуальные модели данных СЛКМД)(Рис. 3.3.2.1.)

Рис. 3.3.2.1. Условные отображения фрагментации ПО при создании КИМ .

 

При моделировании фрагментов ПО используются те же конструктивные элементы : сущность , связь , атрибут и т.д. , и при этом должны быть учтены следующие требования:

1. Набор атрибутов идентифицирующих сущности должен однозначно определять экземпляр сущности .

2.Должна отсутствовать ситуация , когда некоторые из идентифицирующих атрибутов являются неопределёнными (даже временно) .

Выбор фрагментов (локальных представлений) зависит :

-Во-первых , от характера и масштаба ПО ;

-Во-вторых , желательно чтобы каждое ЛПР соответствовало либо представлениям отдельных типов пользователей , либо отдельным функциям .Рекомендуется , чтобы каждое ЛПР включало не более 6-7 сущностей .

Для каждого ЛПР (каждой ЛКМД) необходимо :

-сформировать (выделить) набор сущностей требуемых для объективного описания этого фрагмента ПО и атрибуты этих сущностей ;

- сформировать (выделить) основные связи между выбранными сущностями ;

-построить диаграммы ER-типа , снабдив их соответствующими пояснениями и , желательно , диаграммами ER-экземпляров .

Выбор локального представления (фрагмента ПО) зависит от характера и масштаба ПО, однако в любом случае желательно, чтобы каждая ЛКМД соответствовала либо отдельной функции, либо отдельному типу пользователя. Рекомендуется, чтобы в каждой ЛКМД было не более 6-7 сущностей. Для каждого локального представления(ЛКМД) необходимо сформировать набор сущностей, требуемых для объективного описания этой области(этого фрагмента ПО), а также выявить и сформировать основные связи между выбранными сущностями.

Примеры построения ЛКМД.

1. Построить ЛКМД для реализации функции назначения стипендии в рамках АИС Университета. В качестве выбранных сущностей(рис. 3.3.2.1.):

1) студенты группы (контингент) – ФИО, номер группы, форма обучения.

2) Успеваемость студентов группы (сводная ведомость) – ФИО, оценка по П1, оценка по П2…

3) Стипендия (стипендиальный протокол) – ФИО, тип успеваемости(о, о-х, с х, у, н), размер стипендии.

Рис. 3.3.2.2.

 

2. В качестве примера ЛКМД , рассмотрим сущности и их взаимосвязь для учебного процесса (для АИС университета или факультета ) . Первая фаза концептуального

-выделение сущностей и связей .

В качестве сущностей можно выделить :

-преподаватель (ключ-номер преподавателя , ФИО …) ;

-занятие(ключ-группа , предмет …) ;

-стаж (ключ-стаж в годах….) ;

-должность (ключ- должность) ;

В качестве связей можно выделить :

-преподаватель ИМЕЕТ стаж ;

- преподаватель ВЕДЁТ занятие ;

- преподаватель ЗАНИМАЕТ должность ;

Вторая фаза - построение диаграммы ER-типа.

Рис.3.3.2.3. Диаграмма ER-типа .

 

Диаграммы ER-типа для рассматриваемого примера приведена на рис. 3.3.2.3.

1. Связь ИМЕЕТ является связью типа М:1 , т.к. одинаковый стаж могут иметь несколько преподавателей . Сущность “Преподаватель” имеет обязательный КП , поскольку каждый преподаватель имеет свой стаж .Сущность “Стаж” имеет необязательный КП , т.к. возможны такие значения стажа , которые не имеет не один из преподавателей .

2. Связь ВЕДЁТ имеет тип М:М , т.к. при условии что , преподаватель может вести несколько занятий , а каждое занятие может проводится несколькими преподавателями , т.е. занятие может быть лекционным , практическим , лабораторным , проводимым преподавателем в учебной группе по одной из дисциплин .

Обе сущности в данной связи имеют КП обязательный , в предположении , 1)что нет преподавателей , которые не проводят занятий , и 2)нет занятий , которые не обеспечены преподавателями .

3. Связь “Занимает” имеет тип М:1 , т.к. каждый преподаватель занимает определённую должность и одинаковые должности могут занимать несколько преподавателей . Сущность “Преподаватель”имеет обязательный КП , т.к каждый преподаватель занимает какую-либо должность .Сущность “Должность” имеет необязательный КП , т.к. не исключено , что на кафедре , например , отсутствует должность профессора (например , на кафедре физвоспитания) .

В конкретных проектах целесообразно диаграммы ER-типа дополнять диаграммами ER-Э.

 







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-05; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.226.243.36 (0.012 с.)