Выбор методики построения er – диаграммы на занятиях

ВЫБОР МЕТОДИКИ ПОСТРОЕНИЯ ER – ДИАГРАММЫ НА
ЗАНЯТИЯХ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БАЗЫ ДАННЫХ»
Саликова О. В.
Индустриально-педагогический колледж, г. Оренбург
ER-модели широко используются в практике создания баз данных. Они
применяются как при ручном, так и при автоматизированном проектировании.
Чаще всего для представления ER-модели используются графические языки.
Изобразительные средства и методики графического представления ERмоделей, используемые в разных системах автоматизации проектирования, а
также в разных литературных источниках отличаются друг от друга.
Можно выделить целый ряд признаков для сравнения систем
моделирования предметных областей и последующего проектирования
автоматизированных информационных систем. Часть из них одинаково
применимы как для «ручного», так и для автоматизированного проектирования,
другие
признаки
имеют
значение
только
при
использовании
автоматизированных инструментальных средств проектирования.
При изучении дисциплины «Основы проектирования баз данных» на
специальности 230401.51 «Информационные системы», а в дальнейшем при
написании курсового проекта и выпускной квалификационной работы
студентам при рассмотрении предметной области задачи необходимо
разрабатывать ER- диаграмму. При построении таких диаграмм учащиеся
испытывают трудности, связанные с выделением сущностей и построением
между ними связей. В связи с этим возникает проблема выбора методики
построения ER – диаграммы в рамках общепрофессиональной дисциплины
«Основы проектирования баз данных».
Рассмотрим основные способы построения
ER- диаграмм, их
достоинства и недостатки.
Можно выделить несколько категорий различий в изображении ERмоделей.
Несущественные различия, связанные с использованием разных условных
обозначений для отображения одних и тех же сущностей. Так, для обозначения
объекта могут использоваться прямоугольники, блоки с закругленными углами,
овалы и т. д.
Следующая совокупность различий связана со способом изображения
связей между объектами и заданием имен связей. Так, в некоторых методиках
для изображения связи в разъеме линии, отображающей эту связь, предлагается
изображать ромб и внутри него или рядом с ним писать название связи (модель
Чена). Так как связи являются двусторонними, то наименование связи будет
меняться в зависимости от того, с какой стороны ее рассматривать. Поэтому
часто в информационно-логической модели предлагается указывать оба этих
названия. Причем для того, чтобы было понятно, к какому из направлений
связи какое название относится, принимают определенные соглашения о том,
как располагать эти названия на схемах. Например, сверху линии помещать
названия, относящиеся к левой стороне связи, а под линией — к правой.
Наличие такого большого числа обозначений и подписей загромождает модель.
Кроме того, само присвоение названий часто представляет некоторую
трудность, что увеличивает трудоемкость инфологического моделирования.
Поэтому в тех случаях, когда это не приводит к двусмысленностям и
неясностям, если это позволяет система, можно рекомендовать не использовать
особые обозначения и имена для связей.
Разные условные обозначения используются и для изображения типа
связи (1:1, 1 : М, М : М). Некоторые системы автоматизации проектирования,
например, Prokit, предоставляют пользователю возможность выбрать из
множества возможных обозначений те, которые ему больше нравятся или более
привычны.
Рассмотрим сущности, отношения и связи в нотации Чена. В данной
нотации сущность представляет собой множество экземпляров реальных или
абстрактных объектов (людей, событий, состояний, идей, предметов и т.п.),
обладающих общими атрибутами или характеристиками. Любой объект
системы может быть представлен только одной сущностью, которая должна
быть уникально идентифицирована. При этом имя сущности должно отражать
тип или класс объекта, а не его конкретный экземпляр (например, Аэропорт, а
не Внуково).
Отношение в самом общем виде представляет собой связь между двумя и
более сущностями. Именование отношения осуществляется с помощью
грамматического оборота глагола (имеет, определяет, может владеть и т.п.).
Другими словами, сущности представляют собой базовые типы
информации, хранимой в базе данных, а отношения показывают, как эти типы
данных взаимоувязаны друг с другом. Введение подобных отношений
преследует две основополагающие цели:
- обеспечение хранения информации в единственном месте (даже если
она используется в различных комбинациях);
- использование этой информации различными приложениями.
Основные
элементы
используемые
при
построении
ИЛМ
(информационно-логической модели) по нотации Чена
представлены в
таблице 1.
Таблица 1- Основные элементы в нотации Чена
Элемент диаграммы
1
имя
Обозначает
2
Независимая сущность
Зависимая сущность
имя
Продолжение таблицы 1
1
имя
2
Родительская сущность в
иерархической связи
связь
имя
Идентифицирующая связь
имя
Атрибут
имя
Первичный ключ (внешний ключ с
одной чертой)
имя
Связь соединяется с ассоциируемыми сущностями линиями. Возле
каждой сущности на линии, соединяющей ее со связью, цифрами указывается
класс принадлежности (рисунок 1).
Студент
Фамилия
1,1
0, N
имя
Имя
Группа
Название
Рисунок 1 – ER-модель по нотации Чена
Дальнейшее развитие ER-подход получил в работах Баркера,
предложившего оригинальную нотацию, которая позволила на верхнем уровне
интегрировать предложенные Ченом средства описания моделей.
В нотации Баркера используется только один тип диаграмм - ER
Сущность представляется прямоугольником любого размера, содержащим
внутри себя имя сущности, список имен атрибутов (возможно, неполный) и
указатели ключевых атрибутов (знак "#" перед именем атрибута).
Все связи являются бинарными и представляются линиями с двумя
концами (соединяющими сущности), для которых должно быть определено
имя, степень множественности и степень обязательности. Для множественной
связи линия присоединяется к прямоугольнику сущности в трех точках, а для
одиночной связи - в одной точке. При обязательной связи рисуется
непрерывная линия до середины связи, при необязательной - пунктирная линия.
Читается связь отдельно для каждого конца, показывая, как
сущность 1 связывается с сущностью 2, и наоборот. Пример оформления
показан на рисунке 2.
Студент
# код
Фамилия
Имя
Отчество
Статус
Код группы
Группа
ПК код
Краткое название
Полное название
Рисунок 2 - Пример оформления диаграммы по нотации Баркера
Также для построения диаграмм можно использовать нотацию Мартина,
основные элементы которой приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Основные элементы нотаций Мартина
Элемент диаграммы
Обозначает
Независимая сущность
имя
Зависимая сущность
имя
имя
Родительская сущность в
иерархической связи
Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего
сущность. Ключевые атрибуты подчеркиваются. Связи изображаются линиями,
соединяющими сущности, вид линии в месте соединения с сущностью
определяет кардинальность связи.
Таблица 3- Кардинальность связи в нотациях Мартина
Обозначение
Кардинальность
нет
1,1
0,1
M,N
0,N
1,N
Имя связи указывается на линии ее обозначающей. Пример диаграммы
выполненной по нотации Мартина приведен на рисунке 3.
Студент
Фамилия
Имя
Группа
Код
Название
Краткое название
Рисунок 3 - Диаграмма, выполненная по нотации Мартина
Помимо вышеперечисленных нотаций могут использоваться и другие :
OMT, SSADM, нотация Гейна – Сарсона, Йордона - Де Марко и т.д. Все они
обладают практически одинаковой функциональностью и различаются лишь в
деталях. Например, в нотации Гейна - Сарсона для обозначения функций
используются прямоугольники с закругленными углами, а также не
рассматриваются управляющие потоки данных. В остальном эти системы
обозначений эквивалентны.
Исходя из вышеперечисленного, можно утверждать, что наиболее
удобной для использования в учебном процессе является методика построения
ER-диаграммы по нотации Ричарда Баркера.
Любая семантическая модель, будучи ориентированной на человека не
может обойтись без удобного и наглядного графического языка определения
схем. Данное моделирование позволяет избавить проектировщика от
необходимости работать с СУБД на этапе анализа предметной области.
Диаграммы "сущность-связь" предназначены для разработки моделей
данных и обеспечивают стандартный способ определения данных и отношений
между ними. Фактически с помощью ER - диаграмм осуществляется
детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также
документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая
идентификацию объектов, важных для предметной области (сущностей),
свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами
(связей).
Таким образом, можно утверждать, что нотация Чена имеет слишком
много обозначений и дает при этом неоднозначность представления, что делает
ее неудобной для использования в преподавании дисциплины «Основы
проектирования баз данных». Нотации Йордона – Де Марко и Мартина также
являются достаточно сложными для восприятия. В сравнении с данными
нотациями, нотация по Баркеру является наиболее простой и удобной, в связи,
с чем и должна использоваться при преподавании дисциплины «Основы
проектирования баз данных».
Список литературы
1. Кренке, Д. Теория и практика построения баз данных /
Д.
Кренке.- СПб. : Питер, 2006.-800с. - ISBN 5-94723-275-8.
2. Когаловский, М.Р. Энциклопедия технологий баз данных /
М.Р.
Когаловский - М.: Финансы и статистика, 2002.-800с. - ISBN 5-279-02276-4
3. Райордан, Р.М. Основы реляционных баз данных / Р.М. Райордан. - М. :
Русская редакция. - 2006. - 384с. - ISBN 5-7502-0150-3.
4. Рычка, И. А. Базы данных: методические указания к проектированию баз
данных / И. А. Рычка. – Петропавловск - Камчатский : КамчатГТУ, 2008. - 37
с.
5. Фаронов, В.В. Программирование баз данных в Delphi 7 /
В.В.
Фаронов. - М., 2006. - 458с. - ISBN 5-7340-2198-1.