Компоненты диаграммы ERwin и основные виды представлений диаграммы

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 1- TKP.

 

Изучение Интегрированной среды разработчика системы ERwin.

 

1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

 

Изучить оболочку интегрированной среды разработки в системе ERwin.

 

1.2. ЗАДАНИЕ НА ПОДГОТОВКУ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ.

 

В процессе подготовки к лабораторной работе студент должен проработать теоретический материал по конспекту лекций и по методическим указаниям к данной лабораторной работе. Для углубленного изучения рекомендуется ознакомиться с литературой [3(с.386-421), 4(с. ), 7 (c. 70-181)].

 

1.3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

 

-  Запустить ERwin из основного меню.

- Используя методические указания, изучить основные элементы интегрированной среды разработки ERwin. Зарисуйте панель кнопок ERwin Toolbox и кнопки основной панели, с указанием выполняемых ими функций (используйте для этих целей всплывающие подсказки - Hint);

-   Создать новый проект в ERwin.

- Руководствуясь методическими указаниями, создайте логическую модель простой системы, состоящей из 3-4 сущностей (предметная область выбирается по усмотрению студента). Добавьте к ним атрибуты, и объедините сущности подходящими связями.

-     Сохранить модель в файл.

-  Оформить отчет.

Отчет должен содержать:

1. Hаименование и номер лабораторной работы;

2. Эскиз панели кнопок ERwin Toolbox и основной панели, с указанием функций, выполняемых этими кнопками.

3. Распечатку (или рукопись) разработанной в среде Erwin логической модели данных.

 

1.4. ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ И УСЛОВИЯ ЗАДАЧ.

 

Разработать в среде ERwin логическую модель данных для выбранной студентом предметной области.

 

1.5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ.

 

1. Назовите уровни методологии IDEF1X.

2. Из каких моделей состоит логический уровень?

3. Из каких моделей состоит физический уровень?

4. Что включает в себя диаграмма сущность-связь?

5. Что включает в себя модель данных, основанная на ключах?

6. Какую информацию содержит трансформационная модель?

7. Что включает в себя полная атрибутивная модель?

8. Сформулируйте требования, в которых необходимо убедиться перед началом проектирования БД.

9. Что называется моделью СУБД?

10. Перечислите преимущества от использования CASE-средства ERWin.

11. Как вызвать диалоговое окно Report Browser?

12. Какие кнопки панели инструментов позволяют изменить уровень про­смотра модели?

13. Как сгенерировать схему БД?

14. Каким образом осуществляется выбор сервера для генерации схемы БД?

15. Как добавить сущность на диаграмму?

16. Как добавить категорию в сущность?

17. Назовите виды связей.

18. Как перемещать атрибуты внутри сущности?

19. Как добавить текст на диаграмму?

20. С помощью какой кнопки на панели инструментов переключаются области модели?

 

1.6. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

 

1.6.1 Общие сведения о пакете ERwin 3.5.2

 

ERwin - средство разработки структуры базы данных (БД). Оно сочетает в себе графический интерфейс Windows, инструменты для построения ER-диаграмм, редакторы для создания логического и физического описания модели данных и прозрачную поддержку ведущих реляционных СУБД и настольных баз данных. С помощью ERwin можно создавать или проводить обратное проектирование (реинжиниринг) баз данных.

Реализация моделирования в ERwin базируется на теории реляционных баз данных и на методологии IDEF1X. Построение модели данных предполагает определение сущностей и атрибутов, то есть необходимо определить какая информация будет храниться в конкретной сущности или атрибуте. Сущность можно определить как объект, событие или концепцию, информация о которых должна сохраняться. Сущности должны иметь наименование с четким смысловым значением, именоваться существительным в единственном числе, не носить "технических" наименований и быть достаточно важными для того, чтобы их моделировать.

Процесс построения информационной модели обычно состоит из следующих шагов:

· определение сущностей;

· определение зависимостей между сущностями;

· задание первичных и альтернативных ключей;

· определение атрибутов сущностей;

· приведение модели к требуемому уровню нормальной формы;

· переход к физическому описанию модели: назначение соответствий имя сущности - имя таблицы, атрибут сущности - атрибут таблицы; задание триггеров, процедур и ограничений;

· генерация базы данных.

ERwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки. Однако ERwin далеко не только инструмент для рисования. ERwin автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).

Возможны две точки зрения на информационную модель и, соответственно, два уровня модели. Первый - логический (точка зрения пользователя) - описывает данные, задействованные в бизнесе предприятия. Второй - физический - определяет представление информации в БД. Соответственно, в ERwin существуют два уровня представления и моделирования - логический и физический. Логический уровень означает прямое отображение фактов из реальной жизни. Например, люди, столы, отделы, собаки и компьютеры являются реальными объектами. Они именуются на естественном языке, с любыми разделителями слов (пробелы, запятые и т.д.). На логическом уровне не рассматривается использование конкретной СУБД, не определяются типы данных (например, целое или вещественное число) и не определяются индексы для таблиц. Целевая СУБД, имена объектов и типы данных, индексы составляют второй (физический) уровень модели ERwin.

ERwin позволяет объединить оба уровня в единую диаграмму, имеющую несколько уровней представления. ERwin предоставляет возможности создавать и управлять этими двумя различными уровнями представления одной диаграммы (модели), равно как и иметь много вариантов отображения на каждом уровне.

Преимущества от использования CASE-средства ERwin:

1. Использование формируемых сред­ством документов, на основании которых производится проектирование БД и приложений, обеспечивающих доступ к БД. На основании этих до­кументов производится формулирование системных требований к проек­тируемой БД.

2. возможность создания диаграмм стру­ктуры БД, позволяющих автоматически решать вопросы, связанные с со­хранением ее целостности.

3. независимости логической модели от используемой СУБД, что позволяет применять универсальные методы для ее экспорта в конкретные СУБД.

Дополнительно, ERwin предоставляет возможность формирования боль­шого числа отчетов, отражающих текущее состояние процесса проектиро­вания БД.

На рис. 1.1 представлена структурная схема процесса разработки программного обеспечения с применением ERwin.

На основании анализа предметной области вначале разрабатывается логическая модель проектируемой системы. Затем осуществляется выбор конкретной СУБД (в нашем случае – Interbase) и осуществляется формирование ее физической модели. Если эта модель составлена корректно, то ERwin может сгенерировать содержимое системного каталога для заданной СУБД. Точнее, он генерирует SQL-скрипт (сценарий) создания базы данных, который в дальнейшем может быть выполнен в программе Windows ISQL или в аналогичной ей программе, позволяющей выполнять SQL-запросы на открытие и создание таблиц баз данных. Работа с созданной БД осуществляется с помощью пользовательского приложения, создаваемого в среде Delphi или в какой-либо другой среде разработки. Это приложение должно учитывать организационные особенности предметной области (бизнес-процессы) и нормативные или законодательные требования (бизнес-правила), существующие для заданной предметной области.

 

 

 

1.6.2 Основы методологии IDEF1X

 

Case-средство ERWin поддерживает методологию IDEF1X и стандарт IE (Information engineering). Методология IDEF1X подразделяется на уров­ни, соответствующие проектируемой модели данных системы. Каждый та­кой уровень соответствует определенной фазе проекта. Такой подход по­лезен при создании систем по принципу «сверху вниз».

Верхний уровень состоит из Entity Relation Diagram (Диаграмма сущ­ность-связь) и Key-Based model (Модель данных, основанная на ключах). Диаграмма сущность-связь определяет сущности и их отношения. Модель данных, основанная на ключах, дает более подробное представление дан­ных. Она включает описание всех сущностей и первичных ключей, которые соответствуют предметной области.

Нижний уровень состоит из Transformation Model (Трансформацион­ная модель) и Fully Attributed (Полная атрибутивная модель). Трансфор­мационная модель содержит всю информацию для реализации проекта, который может быть частью общей информационной системы и описывать предметную область. Трансформационная модель позволяет проектировщикам и администраторам БД представлять, какие объекты БД хранятся в словаре данных, и проверить, насколько физическая модель данных удо­влетворяет требованиям информационной системы. Фактически из транс­формационной модели автоматически можно получить модель СУБД, ко­торая является точным отображением системного каталога СУБД.

1. Логические модели

Три уровня моделей, объединяющие в себе логические модели, состоят из Entity Relationship Diagram (Диаграмма сущность-связь), the Key-Based (Модель данных, основанная на ключах) Model и the Fully Attributed model (Полная атрибутивная модель).

1.1. Диаграмма сущность-связь является самым высоким уровнем в моде­ли данных и определяет набор сущностей и атрибутов проектируемой си­стемы. Целью этой диаграммы является формирование общего взгляда на систему для ее дальнейшей детализации.

1.2. Модель данных, основанная на ключах описывает структуру данных системы, в которую включены все сущности и атрибуты, в том числе ключевые. Целью этой модели является детализация модели сущность-связь, после чего модель данных может начать реализовываться.

1.3. Полная атрибутивная модель включает в себя все сущности, атрибуты и является наибо­лее детальным представлением структуры данных. Полная атрибутивная модель представляет данные в третьей нормальной форме.

2. Физические модели

Существует два уровня физических моделей: трансформационная мо­дель и модель СУБД. Физические модели содержат информацию, необхо­димую системным разработчикам для понимания механизма реализации логической модели в СУБД.

2.1. Трансформационная модель обеспечивает предоставление информа­ции администратору БД для создания эффективной структуры хранения, включающей в себя записи, формирующие БД. Трансформационная мо­дель должна помочь разработчикам выбрать структуру хранения данных и реализовать систему доступа к ним.

Перед началом проектирования БД необходимо убедиться в обеспече­нии следующих требований:

• физическая модель данных должна соответствовать требованиям, предъявляемым к проектируемой системе;

• выбор определенной физической модели должен быть аргументиро­ван;

• должны быть определены возможности наращивания существующей структуры хранения, а также выявлены ее ограничения.

2.2. Модель СУБД напрямую транслируется из трансформационной моде­ли, являясь отображением системного каталога. ERWin напрямую поддер­живает эту модель через функцию генерации схемы БД. При составлении схемы БД в качестве индексов могут использоваться как ключевой атри­бут, так и остальные поля БД.

 

1.6.3 Инструментальная среда ERwin 3.5.2

 

ERwin имеет развитый инструмент для облегчения проектирования модели данных. Интерфейс выполнен в стиле Windows-приложений, достаточно прост и интуитивно понятен.

Назначение кнопок панели инструментов интерфейса ERwin версии 3.5 приведены в таблице 1.2.

 

Кнопки ERwin Toolbar

таблица 1.2

Кнопка

Название кнопки

Назначение

 

Новая диаграмма

Открыть новую диаграмму в новом окне.

 

Открыть диаграмму

Открыть имеющуюся диаграмму в новом окне.

 

Сохранить диаграмму

Сохранить диаграмму, находящуюся в активном окне.

 

Печать диаграммы

Распечатать всю диаграмму или часть диаграммы, находящейся в активном окне.

генерация отчетов

Вызов диалога report Browser для генерации отчетов

 

Уровень сущности

Показать только имя сущности.

 

Уровень атрибута

Показать имя и атрибуты сущности.

 

Уровень определения сущности

Показать имя и определение сущности.

 

Уменьшить диаграмму на 25%

Уменьшить активную диаграмму на 25%.

 

Увеличить диаграмму на 25%

Увеличить активную диаграмму на 25%.

 

Установить масштаб изменения диаграммы 100%

Изменить масштаб изменения активной диаграммы в 2 раза (100%).

 

Расположить всю диаграмму в окне

Масштабирует диаграмму таким образом, что бы она полностью разместилась в окне

 

Выбрать область диаграммы

Выделить область диаграммы для ее дальнейшего увеличения (на все окно)

 

Прямое проектирование (генерация схемы БД)

Задать режимы генерации физической схемы базы данных.

 

Синхронизация БД

Синхронизировать физическую базу данных с логической моделью данных.

 

Выбрать сервер

Выбрать СУБД, которая будет использоваться для хранения физической базы данных.

Вызов Model Mart

Вызов дополнительной панели инструментов для работы с репозиторием Model Mart

Редактор Subject Area

Открыть редактор области (Subject Area) для текущей диаграммы. Обеспечивает переключение между областями модели

 

Выбор уровня модели

Переключение между логическим и физическим уровнями

 

ERwin Toolbox - это специальное окно, содержащее инструменты типа указатель и объект, которые используются при определении модели данных. Два инструмента-указателя, расположенные в верхнем и нижнем левых углах toolbox, используются для задания режима меню или для выбора, перемещения и копирования объектов на диаграмме. Оставшиеся инструменты-объекты используются для добавления к диаграмме сущностей, связей и текстовых блоков.

Когда осуществляется выборка инструмента из ERwin Toolbox, вид указателя мыши сразу же изменяется и начинает соответствовать выбранному инструменту. Назначение кнопок панели инструментов ERwin Toolbox версии 3.5 приведены в таблице 1.3.

 

Кнопки ERwin Toolbox

таблица 1.3

Кнопка

Название кнопки

Назначение

 

Инструмент выбора

Выбор объектов для копирования, удаления или дальнейшего редактирования.

 

Инструмент управления атрибутами

Копирование или перенос одного или нескольких выбранных атрибутов из одной сущности в другую или внутри выбранной сущности.

 

Независимая сущность

Создать новую независимую сущность.

 

Зависимая сущность

Создать новую зависимую сущность.

 

Полная связь подтипов

Создать полную связь подтипов между родительской и дочерней сущностями.

 

Полная связь подтипов

Создать полную связь подтипов между родительской и дочерней сущностями.

 

Неполная связь подтипов

Создать неполную связь подтипов между родительской и дочерней сущностями.

 

Идентифицирую-щая связь

Создать идентифицирующую связь между двумя сущностями.

 

Неидентифицирую-щая связь

Создать неидентифицирующую связь между двумя сущностями.

 

Неопределенная связь

Создать неопределенную связь (многие-ко-многим) между двумя сущностями.

 

Текстовый блок

Создать новый блок текста.

 

Диаграмма ERwin строится из трех основных блоков - сущностей, атрибутов и связей. Если рассматривать диаграмму как графическое представление правил предметной области, то сущности являются существительными, а связи - глаголами.

Выбор между логическим и физическим уровнем отображения осуществляется через линейку инструментов или меню. Внутри каждого из этих уровней есть следующие режимы отображения:

· Режим "сущности" - внутри прямоугольников отображается имя сущности (для логической модели) или имя таблицы (для физического представления модели); служит для удобства обзора большой диаграммы или размещения прямоугольников сущностей на диаграмме.

· Режим "определение сущности" служит для презентации диаграммы другим людям.

· Режим "атрибуты". При переходе от предметной области к модели требуется вводить информацию о том, что составляет сущность. Эта информация вводится путем задания атрибутов (на физическом уровне - колонок таблиц). В этом режиме прямоугольник-сущность делится линией на две части - в верхней части отображаются атрибуты (колонки), составляющие первичный ключ, а в нижней - остальные атрибуты. Этот режим является основным при проектировании на логическом и физическом уровнях.

· Режим "первичные ключи" - внутри прямоугольников - сущностей показываются только атрибуты/колонки, составляющие первичный ключ.

· Режим "пиктограммы". Для презентационных целей каждой таблице может быть поставлена в соответствие пиктограмма (bitmap).

· Режим "показ глагольной фразы". На дугах связей показываются глагольные фразы, связывающие сущности (для логического уровня) или имена внешних ключей (для физического уровня).

Диаграмма может занимать более чем один экран и более чем один лист при печати. Для обзора модели предусмотрены, кроме прокруток экрана, режимы изменения размеров изображения.