Бази даних та інформаційні системи

кардинальности
Степень участия
Проблемы ER-моделирования
Ловушка разветвления
Ловушка разрыва
Заключение

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

понятий ER-модели
Рассмотреть потенциальные проблемы ER-моделирования
ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

высокоуровневую концептуальную модель данных.
ER-модель разработана Питером Ченом (Chen) в 1976

Цель:
Упрощение

задачи проектирования структуры БД
Единое понимание ПрО заказчиками и разработчиками

Замечание!
Концептуальная модель не зависит от:
модели организации данных
конкретной СУБД или аппаратной платформы

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

– модели (нотация UML)


ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

описывающего предметную область.
Сущность характеризуется физическим или абстрактным существованием
Формального определения нет,

следовательно, разные разработчики могут выделять разные сущности

Таблица 1.1 - Примеры сущностей с физический и абстрактным существованием

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Сущность

определенного типа
Каждый тип сущности обладает уникальным набором атрибутов.
Каждая отдельная сущность

имеет свои собственные значения для каждого атрибута

Различаются:
Слабый тип сущности – тип сущности, существование которого зависит от какого-то другого типа сущности (в качестве первичного ключа или его части используется первичный ключ другой сущности)

Сильный тип сущности – тип сущности, существование которого не зависит от какого-то другого типа сущности (в качестве первичного ключа используются только собственные атрибуты данной сущности)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Сущность

сущности
Сильный тип сущности



Слабый тип сущности
Имя сущности
Рисунок 1.2 – Представление на

ER-диаграмме сильных и слабых типов сущностей

Проект

Этап проекта

Студент

Успеваемость

Сделка

Товар

набор допустимых значений одного или нескольких атрибутов
Примеры: домен адрес -может

являться доменом нескольких атрибутов;
домен дата -может состоять из других доменов (день, месяц, год)
Атрибут может быть:
простым / составным;
однозначным / многозначным;
производным;
ключевым

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

однозначно идентифицирует каждый экземпляр сущности
Первичный ключ – потенциальный ключ, который

выбран для однозначной идентификации каждого экземпляра сущности
Составной ключ – потенциальный ключ, который состоит из двух или более атрибутов

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

1
Имя 2
Имя 3
Имя 3
Имя атриб
Имя атриб

простой атрибут




составной атрибут




производный атрибут



многозначный атрибут


первичный ключ

Имя атриб

1.3 – Представление на диаграмме сущностей Сотрудник и Отделение
Адрес
Город
Улица
Дом_Офис
Отделение
Телефон
Номер_

отд

Название_отд

Сотрудник

ФИО

Номер_ сотр

Адрес

Должность

Телефон

Зарплата

типов
Экземпляр связи – однозначно идентифицируемая ассоциация, которая включает по одному

экземпляру сущности из каждого участвующего в связи типа сущности
Для изучения отдельных экземпляров связи применяется семантическая сеть
Рассмотрим тип связи Имеет (Has), который представляет ассоциацию между сущностями Отделение и Сотрудник.
Обозначения:
 - экземпляр сущности;
- экземпляр связи.

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Связи



Замечание!
В ER-модели используется более высокий уровень абстракции по сравнению с семантической сетью, поскольку множества экземпляров сущностей объединяются в типы сущностей, а множества экземпляров связей – в типы связей.

связи типа Имеет (Has)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.
Сематическая модель



– Представление на ER-диаграмме сильных сущностей Сотрудник, Отделение, неидентифицирующей связи

Имеет между ними и атрибутов,
являющихся первичными ключами

Отделение

Номер_ отд

Сотрудник

Номер_ сотр

Имя связи

Имя связи

неидентифицирующая связь (между сильными сущностями)



идентифицирующая связь (между сильной и слабой сущностями)

Имеет (Has)

охвачены данной связью
Степень:
2 (бинарная)
3 (тернарная)
4 (кватернарная)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева

О.В.

Рисунок 1.6 – Пример кватернарной связи Сделка

О.В.
Рисунок 1.7 – Пример связи с атрибутами
ИН_Объект
Дата
Комментарии

очередь формируются на основе требований пользователей, описанных в спецификации.
Структурные

ограничения:
кардинальность (кратность);
степень участия.
Кардинальность
Кардинальность – максимальное количество возможных экземпляров сущности некоторого типа, которые могут быть связаны с одним экземпляром сущности другого типа с помощью определенной связи
Наиболее распространенными являются бинарные связи с показателями кардинальности:
«один к одному» (1:1)
«один ко многим» (1:М)
«многие ко многим» (М:N)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

или только некоторые экземпляры сущности
2 варианта участия:
полное (total) – для

существования некоторого экземпляра сущности требуется существование экземпляра другой сущности;
частичное (partial) - для существования некоторого экземпляра сущности НЕ требуется существование экземпляра другой сущности;





Замечание!
При определении показателя кардинальности следует учитывать только те экземпляры сущности, которые охватываются данной связью.

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

полное /обязательно участие


- частичное / необязательное участие

следует, что один экземпляр сущности типа Сотрудник связан с одним

экземпляром сущности типа Отделение (1:1),
Справа налево: Один экземпляр сущности типа Отделение связан с одним экземпляром сущности типа Сотрудник (1:1).
Следовательно, связь Управляет является связью «один к одному»

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Экземпляры
сущности
Сотрудник

Экземпляры
связи
Управляет

Экземпляры
сущности
Отделение

Рисунок 1.8 – Пример связи 1:1

следует, что один экземпляр сущности типа Отделение связан со многими

экземплярами сущности типа Сотрудник (1:М);
Справа налево: один экземпляр сущности типа Сотрудник связан с одним экземпляром сущности типа Отделение (1:1).
Следовательно, связь Имеет является связью «один ко многим» (ВЫБИРАЕТСЯ МАКСИМАЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ!)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Рисунок 1.9 – Пример связи 1:М

направо: Из семантической модели следует, что один экземпляр сущности типа

Газета связан со многими экземплярами сущности типа ОбъектНежвижимости (1:М);
Справа налево: один экземпляр сущности типа ОбъектНежвижимости связан с одним экземпляром сущности типа Газета (1:М).
Следовательно, связь Печать является связью «многие ко многим» (М:N) (ВЫБИРАЕТСЯ МАКСИМАЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ!)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Рисунок 1.10 – Пример связи М:М



Г3



П4

сущности определенного типа в n-арной связи, определяемое после фиксации (n-1)

значений.

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Рисунок 1.11 – Кардинальность трехсторонней связи

M

1

1

(Номер_сотр, ФИО, Номер_отд (ВК), Должность, Зарплата, Адрес, Телефон)
ХНУРЕ кафедра Інформатики

доц. Яковлева О.В.

Рисунок 1.12 – Представление на диаграмме сущностей Сотрудник и Отделение, их атрибутов и связи между ними

ФИО

Сотрудник

Номер_ сотр

Адрес

Должность

Телефон

Зарплата

Имеет

1

М

А):
Наше предприятие может выполнять одновременно несколько проектов
Финансирование выделяется на каждый

этап проекта
Этапы имеют уникальный номер в рамках проекта
Фрагмент документа «Сведения о проектах »

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Номер_пр (ВК), Дата_нач, Дата_оконч, Стоимость)
ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.
Рисунок

1.13 – Представление на диаграмме сущностей Проект и Этап, их атрибутов и связи между ними

1

М

О.В.

Б):
Наше предприятие может выполнять одновременно несколько проектов
Финансирование выделяется на каждый

этап проекта
Этапы имеют уникальный номер в рамках всего предприятия
Фрагмент документа «Сведения о проектах »

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Номер_пр (ВК), Дата_нач, Дата_оконч, Стоимость)
ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.
Рисунок

1.14 – Представление на диаграмме сущностей Проект и Этап, их атрибутов и связи между ними

1

М

О.В.

(Min) значений в виде надписи (Min,Max)













ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева

О.В.

Рисунок 1.15 – Варианты обозначений структурных ограничений

те же сущности участвуют несколько раз и разных ролях
Использование ролевых

имен
Связям могут присваиваться ролевые имена для указания назначения каждой сущности, участвующей в данной связи.








Раскрытие схемы:
Сотрудник (Номер_сотр, ФИО, Должность, Зарплата, Адрес, Телефон, Консультант (ВК))

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Консуль-тирует

Рисунок 1.16 – Пример кватернарной связи Сделка

Сотрудник

Консультант

1

N

несколькими связями.









Раскрытие схемы:
Отделение (Номер_отд, Название_отд, Адрес, Номер_сотр (ВК))

Сотрудник (Номер_сотр, ФИО,

Номер_отд (ВК), Должность, Зарплата, Адрес, Телефон)

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Имеет

Рисунок 1.17 – Использование ролевых имен

Управляет

Отделение

Отделение

Работник

Руководитель

1

1

М

1

разрыва.

Всегда важно проверять модель данных на наличие потенциальных ловушек соединения,

поскольку наличие ловушек может привести к перестройке всей концептуальной модели.

При недостаточном понимании сути установленных связей можно построить модель, которая не будет являться истинным представлением реального мира.

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

отображает связь между типами сущностей, но путь между отдельными сущностями

этого типа определен неоднозначно.
Причина возникновения:
Разветвление двух или больше связей типа 1:М из одной сущности.

Пример. Исходная информация ПрО «Новостройки Харькова» (БП):
В одной строительной компании реализуются несколько проектов, каждый проект реализуется только одной компанией;
В одной строительной компании работает несколько архитекторов, каждый архитектор работает только в одной компании;
Проект разрабатывается одним архитектором, архитектор может разрабатывать много проектов.

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

Інформатики доц. Яковлева О.В.
1
М
Рисунок 1.18 – Пример ловушки разветвления


И3
В2
В1
В4
В3
Экземпляры
связи
Ведет
Экземпляры

сущности
Проект

П1

П2

П3

П4

















Причина проблемы:
Из сущности СтроительнаяКомпания разветвляются две связи типа 1:М

О.В.
Рисунок 1.19 – Пример преобразования ER-модели с целью устранения ловушки

разветвления

Решение проблемы:
Перестройка ER-модели для представления правильного взаимодействия между сущностями

предполагается наличие связи между типами сущностей, но не существует пути

между отдельными сущностями
Причина возникновения:
Наличие связи с частичным участием, образующей часть пути между связанными сущностями.
Пример. Исходная информация ПрО «Агентство недвижимости» (БП):
Каждый объект недвижимости закреплен за отделением (продается только одним отделением), за одним отделением закреплено много объектов;
Один сотрудник агентства (менеджерами по продажам) курирует много объектов недвижимости, однако существуют сотрудники, которые объекты не курируют.
Объект недвижимости курируется только одним менеджером, однако не каждый объект курируется сотрудником агентства (т.е. объект временно не в работе или может обрабатываться любым менеджером по продажам);

ХНУРЕ кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.

кафедра Інформатики доц. Яковлева О.В.
М
1
Рисунок 1.20 – Пример ловушки разрыва


К3
И2
И1
И4
И3
Экземпляры

связи
Имеет

Экземпляры
сущности
Отделение

О1

О2













Причина проблемы:
Частичное участие сущностей Сотрудник и ОбъектНедвижимости в связи Курирует





С2

С4

ОН4



О.В.
М
1
Рисунок 1.21 – Переработанная диаграмма с целью устранения ловушки разрыва

Решение

проблемы:
Введение отсутствующей связи Продает

Продает

1

М





П1

П2

П3

Экземпляры
связи
Продает





П4