Основные этапы разработки ERD

 

§ Идентификация сущностей, их атрибутов, а также первичных и альтернативных ключей.

§ Идентификация отношений между сущностями и указание типов отношений.

§ Разрешение неспецифических отношений (отношений многие-ко-многим).

Очень важным свойством модели "сущность-связь" является то, что она может быть представлена облегчает анализ предметной области. Существует несколько вариантов обозначения элементов диаграммы "сущность-связь", каждый из которых имеет свои положительные черты. На рис.1 приводится список используемых здесь обозначений.

Рис.1 Список используемых обозначений

 

Атрибуты с сущностями и сущности со связями соединяются прямыми линиями. В процессе построения диаграммы можно выделить несколько очевидных этапов:

§ Идентификация представляющих интерес сущностей и связей.

§ Идентификация семантической информации в наборах связей (например, является ли некоторый набор связей отображением 1:n).

§ Определение кардинальностей связей.

§ Определение атрибутов и наборов их значений (доменов).

§ Организация данных в виде отношений "сущность-связь".

ER-диаграммы (рис. 2) используются для разработки данных и представляют собой стандартный способ определения данных и отношений между ними. Таким образом, осуществляется детализация хранилищ данных. ER-диаграмма содержит информацию о сущностях системы и способах их взаимодействия, включает идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами (связей). Во многих случаях информационная модель очень сложна и содержит множество объектов. [5]

Рис. 2. Пример ER-диаграммы

Сущность изображается в виде прямоугольника, вверху которого располагается имя сущности (например, TITLES). В прямоугольнике могут быть перечислены атрибуты сущности; атрибуты ER-диаграмм, набранные полужирным шрифтом, являются ключевыми (так TitleIdentity - ключевой атрибут сущности TITLES, остальные атрибуты ключевыми не являются).

Одиночная линия справа (рис. 3) означает "один", "птичья лапка", слева - "многие", а отношение читается вдоль линии, например "один ко многим". Вертикальная черта означает "обязательно", кружок - "не обязательно", например для каждого издания в TITLE обязательно должен быть указан издатель в PUBLISHERS, а один издатель в PUBLISHERS может выпускать несколько наименований изданий в TITLES. Следует отметить, что связи всегда комментируются (надпись на линии, изображающей связь). [5]

Рис. 3. Элемент ER-диаграммы

Приведем также пример (рис. 4) изображения рефлексивного отношения "сотрудник", где один сотрудник может руководить несколькими подчиненными и так далее вниз по иерархии должностей.

Рис. 4. ER-диаграмма рефлексивного отношения

Следует обратить внимание на то, что такое отношение всегда является необязательным, в противном случае это будет бесконечная иерархия.

Атрибуты сущностей могут быть ключевыми - они выделяются полужирным шрифтом; обязательными - перед ними ставится знак "*", то есть их значение всегда известно, необязательными (optional) - перед ними ставится О, то есть значения этого атрибута в какие-то моменты могут отсутствовать или быть неопределенными. [5]

Если сущность имеет набор взаимоисключающих отношений с другими сущностями, то говорят, что такие отношения находятся в дуге. Например, банковский счет может быть оформлен или для юридического лица, или для физического лица. Фрагмент ER-диаграммы для такого типа отношений приведен на рис. 5.

Рис. 5. Дуга

В этом случае атрибут ВЛАДЕЛЕЦ сущности СЧЕТ имеет особое значение для данной сущности - сущность делится на типы по категориям: "для физического лица" и "для юридического лица". Полученные в результате сущности называют подтипами, а исходная сущность становится супертипом. Чтобы понять, нужен супертип или нет, надо установить, сколько одинаковых свойств имеют различные подтипы. Следует отметить, что злоупотребление подтипами и супертипами является довольно распространенной ошибкой. Изображают их так, как показано на рис. 6. [5]

Рис. 6. Подтипы (справа) и супертип (слева)

Нормализация

Чтобы не допустить аномалий при обработке данных, используют нормализацию. Принципы нормализации для объектов информационной модели в точности такие же, как и для моделей данных.

Допустимые типы связей. При ближайшем рассмотрении связи типа "один к одному" (рис.7) почти всегда оказывается, что A и B представляют собой в действительности разные подмножества одного и того же предмета или разные точки зрения на него, просто имеющие отличные имена и по-разному описанные связи и атрибуты. [5]

Рис. 7. Связи «один к одному»

Связи "многие к одному" представлены на рис. 8.

Рис. 8. Связи «многие к одному»

I ‒ достаточно сильная конструкция, предполагающая, что вхождение сущности B не может быть создано без одновременного создания по меньшей мере одного связанного с ним вхождения сущности A.

II ‒ это наиболее часто встречающаяся форма связи. Она предполагает, что каждое и любое вхождение сущности A может существовать только в контексте одного (и только одного) вхождения сущности B. В свою очередь, вхождения B могут существовать как в связи с вхождениями A, так и без нее.

III ‒ применяется редко. Как A, так и B могут существовать без связи между ними.

 

Связи "многие ко многим" представлены на рис. 9.

Рис. 9. Связи «многие ко многим»

I ‒ такая конструкция часто имеет место в начале этапа анализа и означает связь ‒ либо понятую не до конца и требующую дополнительного разрешения, либо отражающую простое коллективное отношение ‒ двунаправленный список.

II ‒ применяется редко. Такие связи всегда подлежат дальнейшей детализации.

Рассмотрим теперь рекурсивные связи (рис. 10).

Рис. 10. Рекурсивные связи

I ‒ редко, но имеет место. Отражает связи альтернативного типа.

II ‒ достаточно часто применяется для описания иерархий с любым числом уровней.

III ‒ имеет место на ранних этапах. Часто отражает структуру "перечня материалов" (взаимная вложенность компонентов). Пример: каждый КОМПОНЕНТ может состоять из одного и более (других) КОМПОНЕНТОВ и каждый КОМПОНЕНТ может использоваться в одном и более (других) КОМПОНЕНТОВ. [5]

Недопустимые типы связей. К недопустимым типам связей относятся следующие: обязательная связь "многие ко многим" (рис. 11) и ряд рекурсивных связей (рис. 12).

Рис. 11. Недопустимые связи «многие ко многим»

Рис. 12. Недопустимые рекурсивные связи

Обязательная связь "многие ко многим" в принципе невозможна. Такая связь означала бы, что ни одно из вхождений A не может существовать без B, и наоборот. На деле каждая подобная конструкция всегда оказывается ошибочной.

Пример ERD-технологии

§ Для подробного изучения языка моделирования ER – диаграмм поставим следующую цель:

§ Создание алгоритма методики разработки ПП с помощью технологии ERD

§ Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

§ Изучить основы технологии ERD.

§ Изучить элементы языка (компоненты, диаграммы, связи, сущности).

§ Вспомнить и составить эскизную схему методики разработки ПП, изученную ранее.

§ С помощью элементов технологии ERD составить алгоритм методики разработки ПП в среде Microsoft Visio 2010.

§ Рассмотрим пример использования технологии ERD с помощью диаграммы последовательностей и Microsoft Visio 2010.

 

Инженер проектирует, принимая решение, с учетом факторов воздействий. Он начинает разрабатывать схему РЭС, а затем и саму конструкцию РЭС, учитывая все параметры.

Устройство должно работать при определенных условиях температуры, давления, помех, наводки, влаги. Исходя из этого, инженер применяет элементы конструкции схемы, которые помогают достичь желаемого результата. Инженер применяет те элементы, которые соответствуют требованиям или превышают их, указанным характеристикам.