Лабораторная работа №1
Концептуальное проектирование реляционных баз данных
Изучить метод построения концептуальных моделей баз данных, основанный на использовании ER-диаграмм.
Любая база данных (БД) является отражением предметной области (т. е. определенной сферы деятельности людей), причем каждая БД создается для заранее выбранной предметной области с целью полной или частичной автоматизации ее процессов. БД содержит множество объектов, благодаря которым автоматизированные информационные системы (АИС) получают возможность хранить и обрабатывать информацию, значимую для данной предметной области; наряду с программным обеспечением, БД является компонентом АИС. Конечно, данный компонент, в отличие от программы, не является полностью самостоятельной единицей в составе АИС; но это не является основанием для того, чтобы недооценивать роль и значимость БД, как компонента АИС. БД – сама по себе достаточно сложная система, требующая к себе большого внимания на протяжении всего своего жизненного цикла. Создание БД – многоэтапный процесс, который включает концептуальное и логическое проектирование, реализацию и тестирование. На каждом из этих этапов решаются вопросы обеспечения информационной безопасности БД и (по необходимости) ее среды – СУБД (системы управления базами данных), АИС, операционной системы, аппаратного обеспечения и компьютерной сети.
Настоящая лабораторная работа посвящена изучению первого этапа создания БД – концептуального проектирования. Самая главная цель использования БД – хранение информации, причем информация должна быть определенным образом структурирована. Но прежде чем отвечать на вопрос, как именно должна быть структурирована информация в БД, необходимо выяснить, о чем эта информация. Именно этот вопрос и является главным для концептуального проектирования. Однако приведенная его формулировка – «о чем» - является слишком расплывчатой и нуждается в уточнении.
Любую предметную область можно представить с точки зрения ряда объектов реального мира, которые постоянно взаимодействуют между собой. Например, объектами предметной области «высшее профессиональное образование» являются вузы, факультеты, кафедры, студенты, преподаватели, учебные дисциплины и т. п. Взаимодействуют они друг с другом следующим образом: кафедра административно относится к некоторому факультету, дисциплины изучаются студентами, преподаватель работает на кафедре и т. п. Базы данных, в принципе, предназначены для хранения сведений как о самих объектах предметной области, так и о различного рода взаимодействиях между ними. Поэтому основной вопрос концептуального проектирования БД можно переформулировать следующим образом: какие объекты и взаимосвязи предметной области должны найти отражение в создаваемой БД.
Результатом концептуального проектирования является концептуальная модель предметной области, инвариантная структуре будущей БД. В настоящее время принято визуальное представление концептуальных моделей, в виде одной и более диаграмм, где отображаются сущности предметной области, их атрибуты и связи. Распространённым средством концептуального проектирования БД являются диаграммы «сущность-связь», или ER-диаграммы (Entity-Relationship Diagrams).
Ниже раскрываются основные понятия и принципы ER-моделирования.
Реальный или мыслимый объект предметной области, информация о котором должна сохраняться и быть доступна, называется сущностью. Примерами сущностей могут быть: ПОЕЗД, СТАНЦИЯ, ВАГОН. В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего имя (рис. 1). Сущность необходимо отличать от ее экземпляра. В рассматриваемом случае ПОЕЗД – это имя сущности, экземплярами которой являются: фирменный поезд №25 «Смена», фирменный поезд №159 «Автора» и т. п.
 |
Рисунок 1 – Графические изображения сущностей на ER-диаграмме
Атрибутом сущности называется любая деталь, которая служит для уточнения, идентификации, классификации, числовой характеристики или выражения состояния сущности. Множество атрибутов позволяет описать свойства всех членов набора сущностей. Примеры атрибутов сущности ПОЕЗД: название, тип, номер.
На ER-диаграмме имена атрибутов заносятся в прямоугольник, изображающий сущность; располагаются они под именем сущности и пишутся строчными буквами (рис. 2); рядом с атрибутом (через двоеточие) указывается указываться его тип: числовой, символьный, строковый («символы»), текстовый, дата/время, деньги и т. п.
Рисунок 2 – Изображение сущностей и их атрибутов
Совокупность атрибутов, позволяющих однозначно идентифицировать каждый экземпляр сущности, называется ключом сущности. Часто в качестве ключа выступает один атрибут. Например, ИНН может выступать ключевым атрибутом сущности СОТРУДНИК, т. к. никогда не найдётся двух и более сотрудников с одинаковым налоговым номером. То же самое касается атрибута «номер паспорта» и других атрибутов, значения которых являются заведомо уникальными и, следовательно, по каждому значению можно определить один и только один экземпляр сущности. Следует подчеркнуть, что ключом может являться как простой атрибут, так и совокупность простых атрибутов (составной атрибут). Иногда ключ сущности содержит всю совокупность ее простых атрибутов. Чтобы все экземпляры сущности были отличимы один от другого, сущность должна обладать ключом. Когда для некоторой сущности не удается определить ключ, вводится дополнительный, заведомо уникальный атрибут – идентификационный номер.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.