Лабораторная работа 2. Разработка инфологической модели предметной области

 

Цель работы – приобрести навыки построения инфологической модели для заданной предметной области на основе ER-модели.

Основные понятия

Инфологическая модель позволяет представить предметную область в формализованном виде. При этом используются наиболее естественные для человека формы представления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных. Поэтому для построения инфологической модели данных используют различные виды семантических моделей: семантические сети, модель «сущность-отношение» и др. В лабораторной работе используется модель «сущность-отношение» (ER-модель). Основными элементами этой модели являются сущности, их свойства (атрибуты) и связи между сущностями.

Сущность определяет некоторый объект предметной области, информацию о котором необходимо хранить в БД. При этом объекты могут быть как реальными (например, студент), так и абстрактными, (например, зачет). Объекты предметной области образуют классы объектов, имеющих одинаковые свойства. Такие классы определяют тип сущности (в дальнейшем, просто сущность). Понятие тип сущности относится к набору однородных личностей, предметов (напр. сущность Студент, характеризующаяся фамилией, номером группы, номером зачетной книжки). Конкретный объект из этого класса задает экземпляр сущности. Экземпляр сущности определяет конкретный объект в наборе. Напр., конкретного студента, для которого указанные характеристики имеют конкретные значения: Семенов Гр1 1232009. Характеристики сущности называются атрибутами. Так, фамилия, номер группы, номер зачетной книжки являются атрибутами сущности Студент. Имена атрибутов должны быть уникальным для конкретного типа сущности. Для разных типов сущностей имена атрибутов могут повторяться (напр., атрибут Фамилия может быть определен для многих сущностей: преподаватель, студент, автор книги и т.п.). Атрибуты определяют структуру информации, которая должна быть собрана о сущности.

Среди всех атрибутов сущности особое положение занимают атрибуты, образующие ключ. Ключ − это минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности. Различают сильные и слабые типы сущностей. Сильные сущности существуют сами по себе, а существование слабых сущностей зависит от существования сильных.

Другим элементом ER-модели является связь. Связь определяет зависимость двух или более сущностей. С помощью связей отражаются семантические соотношения между сущностями. Наличие множества связей и определяет сложность инфологических моделей. При построении ER-модели используются бинарные связи, т.е. связи между двумя сущностями. Различают следующие типы связей:

С вязь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1). Такая связь определяет то, что в каждый момент времени каждому экземпляру сущности А соответствует 1 или 0 экземпляров сущности В (рис.1.1): студент занимается в одной аудитории

 

 

Рис. 1.1.Связь 1:1

С вязь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М). Она означает, что одному экземпляру сущности А соответствуют несколько экземпляров сущности В (рис.1.2.): Преподаватель обучает многих студентов

 

Рис. 2. Связь 1:М

Связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М:N). Она означает, что многим экземплярам сущности А соответствует много экземпляров сущности (рис. 1.3): Преподаватели обучают студентов.

 

Рис. 1.3. Связь N:M

Все связи требуют описания, которое включает:

· идентификатор связи;

· формулировку имен связи с точки зрения связываемых сущностей;

· тип связи.

Особое внимание при построении модели БД необходимо уделять обеспечению целостности данных. Целостность − свойство БД, которое понимается, как способность БД поддерживать правильность данных в любой момент времени. Поддержание целостности может рассматриваться как защита данных от неверных изменений или разрушений. Значительная часть правил, определяющих целостность БД, зависит от смысловых правил работы с данными в конкретной предметной области. Поэтому при проектировании ER-модели необходимо подробно определить все смысловые ограничения и правила, связанные с обработкой данных.