Geum.ru

Конспект лекций для специальности «Прикладная информатика в экономике»

Вид материалаКонспект

Содержание


3.2. Проектирование структуры данных
Первичный ключ
Один - ко многим
Многие - ко многим
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   16

3.2. Проектирование структуры данных6


Проектирование структуры данных для фактографических ИС является сложным процессом, включающим три самостоятельных этапа – концептуальное, логическое и физическое проектирование.

При концептуальном проектировании осуществляется сбор и анализ данных. Данный этап входит в состав более крупной задачи проектирования автоматизированной информационной технологии обработки данных, которая заключается в определении информационных потребностей производства или его подразделения, а также тех информационных процессов и данных, которые необходимы для обеспечения этих потребностей. Для этого вначале определяются цели и задачи производства или его подразделения и анализируются функции управления, обеспечивающие достижение этих целей и выполнение поставленных задач. Затем осуществляется разбиение этих процессов на подпроцессы более низкого уровня до тех пор, пока в результате декомпозиции ни будет достигнуто уровня приложений и функций, выполнение которых возможно без дальнейшего разбиения. Далее определяются информационные потребности каждого приложения и определяются требования к данным. Собственно концептуальное проектирование данных состоит в определении требований к данным на уровне их состава и взаимосвязи (для автоматизируемых функций), а также в обеспечении осмысленной интерпретации этих требований.

Для формального представления концептуальной модели при проектировании структуры данных используется ER7-модель. Она применяет следующие базовые понятия и их обозначения:




сущность (объект); ранее - информационный объект




атрибут сущности (свойство, характеризующее объект);

ранее – характеристика информационного объекта




ключевой атрибут (атрибут, входящий в первичный ключ);

ранее – идентификатор информационного объекта




связь; ранее отсутствовала


Первичный ключ - атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующих объект. Первичный ключ может состоять из нескольких атрибутов, тогда в нотации ER-модели подчеркивается каждый из них.

Объект и его атрибуты соединяются ненаправленными дугами:
















Связи между объектами могут быть 3-х типов:
  • Один - к одному. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида соответствует не более одного объекта второго вида, и наоборот. Например: студент может иметь только одну зачетную книжку и, наоборот, одна зачетная книжка принадлежит только одному студенту.
  • Один - ко многим. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида может соответствовать более одного объекта второго вида, но каждому объекту второго вида соответствует не более одного объекта первого вида. Например: в каждой учебной группе может числиться множество студентов, но каждый студент числится только в одной учебной группе.
  • Многие - ко многим. Этот тип связи означает, что каждому объекту первого вида может соответствовать более одного объекта второго вида, и наоборот. Например: каждый преподаватель может обучать множество студентов, и каждый студент может обучаться у разных преподавателей.

Ромб связи и прямоугольник объекта соединяются ненаправленными дугами в сторону "ко многим" и направленными в сторону "к одному":


студент


учебная группа




Если связь соединяет две сущности, она называется бинарной. Связь может соединять более двух сущностей, например, связь, соединяющая три сущности, называется тернарной:




Иногда используют также понятие "слабая сущность". Это сущность, которая не может быть однозначно идентифицирована с помощью собственных атрибутов, а только через связь с другой сущностью. Пусть, например, фамилия студента является уникальной только в пределах учебной группы, т.е. в разных группах могут быть студенты с одинаковыми фамилиями. Уникальной в данном случае будет комбинация "фамилия студента, шифр учебной группы". Сущность "студент" является слабой. В нотации ER- модели слабые сущности обозначаются двойными линиями.


Пусть, например, требуется разработать концептуальную модель данных, описывающую организационную структуру кафедр вуза. Тогда кафедры являются предметной областью для задачи. Данная предметная область характеризуется следующими сущностями и их атрибутами:

сотрудник – ФИО, ученая степень, научное звание, контактные данные;

кафедра – название, шифр в вузе;

должность – название, образование.

Сформируем ER-диаграммы, описывающие сущности и связи между ними:


































Определим, какие атрибуты могут играть роль ключевых:
  • для сущности кафедра оба атрибута однозначно определяют объект, поскольку не бывает в рамках одного вуза разных кафедр с одинаковыми названиями или шифрами. Для выбора следует ориентироваться на то, какой атрибут, скорее всего, будет использоваться при поиске нужной записи в БД. Очевидно, пользователю удобнее применять название кафедры, поэтому данный атрибут определим как ключевой;
  • для сущности должность ключевым может служить атрибут название, поскольку разные должности могут характеризоваться одним значением атрибута образование (высшее, среднее и т.д.);
  • для сущности сотрудник дело обстоит гораздо сложнее. Предметная область такова, что в реальной ситуации ни один из указанных атрибутов не может служить ключевым. В самом деле, в вузе возможны сотрудники с одинаковыми ФИО. Гораздо меньше вероятность полных тезок и однофамильцев в рамках одной кафедры. Тогда в качестве ключевых атрибутов следует использовать совокупность идентификаторов сотрудников и кафедр.


На этапе логического проектирования требования к данным преобразуются в структуры, применяемые в используемой системе управления данными.

Физическое проектирование решает вопросы, связанные с производительностью системы; определяются способы размещения данных в файлах (т.е. на машинных носителях) и методы доступа к данным. Этот уровень проектирования связан также с типами записывающих устройств, методами доступа, длинами блоков и т.д., т.е. с теми физическими характеристиками машинных носителей, которые являются предметом изучения и освоения специалистов технических профессий.

В настоящее время все действия по физическому проектированию выполняются системами управления базами данных (СУБД), а потому не актуальны для учебного курса. Тем не менее, логическое проектирование, связанное с разработкой моделей данных, а также вопросы физического проектирования, связанные со структурами хранения данных, входят в программу дисциплины «Информационные системы» и являются предметом подробного рассмотрения далее.