Под целостностью базы данных понимается то, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область (правильная) информация.

Огромный объем данных, вводимых в базу данных (– причем разные данные могут вводиться разными пользователями), – обусловливает большое число ошибок ввода (занесения). Заметим, что при традиционной «бумажной» обработке информации также достаточно часто встречаются данные, записанные неверно. Но человек, работая с определенными данными, неявно использует для контроля имеющиеся у него представления об этих данных. Например, сотрудник отдела кадров, увидев в карточке работника год рождения 1693, сразу заметит эту ошибку и предположит, что просто переставлены две цифры и реальный год рождения 1963. То есть в представлениях сотрудника заключены некоторые логические ограничения на данные. Очевидно, что для контроля правильности вводимых данных при работе с базой данных целесообразно сформировать и использовать ограничения.

 

 

Соответствующие ограничения обычно разделяют на 3 группы: внешние, специально конструироваемые и внутренние. К предметной области относятся первые две группы, которые мы кратко охарактеризуем в этом подразделе. Внутренние ограничения относятся уже к модели данных и будут рассматриваться в разделе, посвященном модели данныхсоответствующем разделе.

 

Внешние ограничения.

Эти ограничения связаны с адекватностью отражения предметной области. Например, сотрудник организации не может быть моложе 17 и старше 90 лет. Соответствующее ограничение на год рождения (GR) можно записать следующим образом:

 

Текущий год – 17 > GR > Текущий год – 90.

 

Одним из способов задания таких ограничений является перечисление конечного множества допустимых значений какого-либо атрибута (так называемый «перечислимый» тип данных). Например, должность преподавателя в вузе может принимать одно из следующих значений: профессор, доцент, старший преподаватель, преподаватель, ассистент. Вводимое значение должности для конкретного экземпляра, не совпадающее с одним из перечисленных значений, является ошибкой.

Ограничения, описанные с помощью специальных конструкций.

Например, в базу данных вуза вводятся данные о числе студентов и преподавателей. По нормативным документам задано конкретное значение отношения числа студентов к числу преподавателей. Проверку этого отношения можно использовать для контроля достоверности данных. Такие конструкции строятся исходя из специфики данных рассматриваемой предметной области. Можно, например, построить много конструкций следующего вида: сумма значений по заданному атрибуту по всем экземплярам сущностей должна совпадать со значением определенного атрибута в экземпляре другой сущности.

Таким образом, на стадии ER-моделирования для повышения достоверности данных необходимо сформулировать соответствующие ограничения на данные. В идеальном случае каждое значение атрибута должно каким-то образом контролироваться. Использование этих ограничений позволяет существенно повысить достоверность данных в базе данных.

Краткие итоги. Рассмотрен процесс моделирования предметной области. Определены используемые при этом основные понятия (сущность, атрибут, идентификатор, связь, типы связей, ER-диаграмма).

Рассмотрены основные этапы моделирования сущностей и связей (моделирование локальных представлений, объединение локальных моделей с ипользованием понятий идентичность, агрегация., обобщение).

Дано понятие ограничений целостности, имеющих непосредственное отношение к предметной области (внешние ограничения; ограничения, описанные с помощью специальных конструкций).

 

Более подробно с материалом этой лекции можно познакомиться в [1-10].

 

 

 

Контрольные тесты

Задача 1. С помощью какого основного понятия описывается то, о чем будет накапливаться информация в информационной системе?

 

 

Вариант 1.

Как называется основное понятие, с помощью которого описывается то, о чем будет накапливаться информация в информационной системе?

 

ð атрибут

+ ð+ объект

+ ð+ сущность

ð идентификатор

 

 

Вариант 2.

Чем отличаются понятия сущность и объект в базах данных?

 

+ ð+ одно и тоже

ð сущность используется для описания объекта

ð это разные понятия

ð объект используется для описания сущности

 

 

Вариант 3.

Что из следующих примеров можно определить как сущность?

ð название экзамена

ð фамилию студента

+ ð+ факультет

+ ð+ оценка

+ ð+ предмет

 

Задача 2. Какие понятия используются для описания сущности?

 

Вариант 1.

Как называется понятие, используемое для описания сущности?

 

+ ð+ свойство

+ ð+ атрибут

ð объект

ð экземпляр

 

Вариант 2.

Чем отличаются понятия свойство и атрибут?

ð одно и то же

+ ð+ атрибут это свойство, принимающее конкретные значения

ð свойство используется для описания атрибута

ð атрибут описывает конкретное свойство

 

Вариант 3.

Как описывается сущность?

 

+ ð+ совокупностью атрибутов

ð набором экземпляров

ð совокупностью объектов

+ ð+ записью об объекте

 

Задача 3. В чем разница между классом сущностей и экземплярами сущности?

 

Вариант 1.

Что такое класс сущностей?

ð набор экземпляров сущностей

+ ð+ совокупность сущностей с одинаковыми свойствами

ð совокупность атрибутов

ð совокупность сущностей с одинаковыми значениями атрибутов

 

Вариант 2.

Какое понятие используется для представления конкретной сущности?

 

+ ð+ экземпляр сущности

ð атрибут сущности

ð идентификатор сущности

ð класс сущности

Вариант 3.

Что такое экземпляр сущности?

 

+ ð+ сущность с конкретными значениями свойств

ð совокупность атрибутов

ð сущность с конкретным названием

ð сущность с определенным именем идентификатора

 

 

Задача 4. Как определяется понятие связи?

 

Вариант 1.

Чем определяется существование связи между сущностями

 

ð+ +функциональными взаимоотношениями между сущностями

+ ð+ информационными связями между сущностями

ð информационными потребностями пользователя

+ ð+ свойствами сущностей

 

 

Вариант 2.

Какие бывают типы связей?

 

+ ð+ один к одному

+ ð+ один к многим

+ ð+ многие к многим

+ ð+ многие к одному

 

Вариант 3.

Между какими элементами рассматриваются связи?

 

+ ð+ между сущностями

+ ð+ между экземплярами сущностей

ð между атрибутами

+ ð+ между классами сущностей

 

Задача 5. В чем разница между классами связей и экземплярами связей?

 

 

Вариант 1.

Что такое класс связей?

 

+ ð+ взаимоотношения (набор связей) между классами сущностей

ð набор связей типа «многие к многим»

ð набор связей типа «один к многим»

ð набор связей между экземплярами сущностей

 

 

Вариант 2.

Что такое экземпляры связей?

 

+ ð+ взаимоотношения между экземплярами сущностей

ð взаимоотношения (набор связей) между классами сущностей

ð взаимоотношения между атрибутами

ð взаимоотношения между сущностями

Вариант 3.

Что такое степень связи?

 

+ ð+ число классов сущности, участвующих в связи

ð максимальное количество экземпляров сущностей на каждой стороне связи

ð число экземпляров сущности, участвующих в связи

ð количество связей между экземплярами сущностей

 

Задача 6. Что такое ER-диаграмма?

Вариант 1.

Для чего используется ER-диаграмма?

 

+ ð+ графическое представление концептуальной модели

ð+ +графическое представление сущностей и связей между ними

ð+ +графическое представление обобщенного представления пользователей о данных

ð графическое представление всех сущностей

ð графическое представление связей

Вариант 2.

Что представляется на ER-диаграмме

 

ð+ +сущности

ð+ +связи

ð+ +типы связей

+ ð+ атрибуты

ð экземпляры сущностей

Вариант 3.

Как на ER-диаграмме представляются способы реализации связей?

 

+ ð+ не представляются

ð в виде адресных ссылок

ð представляются на логическом уровне

ð представляются на физическом уровне

 

Задача 7. Основные этапы построения концептуальной модели.

 

 

Вариант 1.

Какой порядок действий при построении концептуальной модели?

 

+ ð+ определение сущностей, определение атрибутов, установление связей

ð определение атрибутов, определение сущностей,, установление связей

ð выбор связей, определение сущностей, определение атрибутов

ð выбор экземпляров сущностей, установление связей между экземплярами

 

 

Вариант 2.

Что такое локальное моделирование?

ð моделирование одной сущности

ð моделирование представления одного пользователя

+ ð+ моделирование представлений группы пользователей, использующих общие данные

ð моделирование представлений группы пользователей, использующих разные данные

Вариант 3.

Как редактируются локальные модели?

 

+ ð+ устраняются расплывчатые наименования сущностей и атрибутов

ð+ +устраняются синонимы в наименованиях сущностей и атрибутов

ð+ +устраняются омонимы в наименованиях сущностей и атрибутов

+ ð+ изменяются наименования сущностей и атрибутов

 

Задача 8. Как локальные модели объединяются в обобщенную концептуальную модель?

Вариант 1.

Какие приемы используются при объединении локальных моделей?

 

ð отбрасываются некоторые идентичные элементы

ð+ +сливаются идентичные элементы

+ ð+ локальные модели объединяются по новым связям

ð локальные модели объединяются по имеющимся в них связям

ð+ +подобные типы сущностей обобщаются

ð подобные типы сущностей исключаются

+ ð+ вводятся новые сущности

Вариант 2.

Что такое «введение агрегированного элемента»?

ð объединение нескольких сущностей

ð разбиение сущности на несколько сущностей

ð+ +определение новой сущности

+ ð+ рассмотрение связи как новой сущности

Вариант 3.

Что такое «обобщение подобных типов сущностей»?

ð подобные типы сущностей сливаются

ð подобные типы сущностей удаляются

ð+ +определяется новая сущность

+ ð+ подобные типы сущностей заменяются на другую сущность

 

Задача 9. Что такое ограничения целостности?

Вариант 1.

Зачем нужны ограничения целостности?

 

+ ð+ для обеспечения правильного ввода данных в базу данных

+ ð+ для обеспечения достоверной информации в базе данных

ð для проверки правильности работы прикладных программ

ð для уменьшения ошибок при поиске данных

 

Вариант 2.

Какие существуют типы ограничений целостности?

 

+ ð+ внешние

ð+ +внутренние

ð специально конструируемые в прикладных программах

+ ð+ специально конструируемые в программах СУБД

Вариант 3.

Откуда берутся внешние и специально конструируемые ограничения?

 

+ ð+ определяются предметной областью

ð определяются СУБД

ð определяются прикладными программами

ð+ +определяются пользователем

ð определяются программистом

 

Литература

 

1. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах: Пер. с англ. /Под ред. А.А. Стогния и А.Л. Щерса. – М.: Мир, 1980. – 664 с.

2. Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. 8-е изд. – СПб.: Питер, 2003. – 800 с.

3. Конноли Т., Бэгг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 1120 с.

4. Карпова Т. Базы данных. Модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2001. – 304 с.

5. Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных: разработка и управление: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство «БИНОМ», 1999. – 704 с.

6. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. М.: ВШ, 1986, 1992.

7. Ульман Дж. Д., Уидом Дж. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. – М.: Лори, 2000. – 374 с.

8. Швецов В.И., Визгунов А.Н., Мееров И.Б. Базы данных. Учебное пособие. Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2004. 271 с.

9. Толстобров А.П. Управление данными. Учебное пособие. Воронеж: Изд-во Воронежского ГУ, 2007 – 205 с.

10. Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД. СПб.: Питер, 1997. – 700 с.

 

 

Лекция 6. Вторая стадия концептуального проектирования (Модели данных СУБД. представление концептуальной модели средствами модели данных СУБД)

 

Лекция посвящена второй стадии концептуального проектирования – представлениию концептуальной модели в терминах модели данных определенной СУБД. Здесь дается общее понятие модели данных СУБД, рассматриваются типовые классические модели данных, рассматриваются принципы автоматизированного проектирования баз данных.

Ключевые словатермины: модель данных, сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель, многомерная модель, представление концептуальной модели, логическое проектирвание, автоматизированное проектирование баз данных.

Цель лекции: дать общее представление о модели данных СУБД как средства для представления концептуальной модели при создании базы данных, рассмотреть типовые модели данных (сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель, многомерная модель), показать как представляяется концептуальная модель в разных СУБД, рассмотреть основные принципы работы средств автоматизированного проектирования баз данных.

 

6.1. Представление концептуальной модели средствами модели данных СУБД