7.3 Розробка er-моделі предметної області

Заключна фаза аналізу предметної області складається з розробки її інформаційної структури (або концептуальної схеми).

В звичайних випадках для побудови концептуальної схеми використовуються традиційні методи агрегації та узагальнення. При агрегації декілька інформаційних об'єктів (елементів даних) об'єднуються в один відповідно до семантичних зв'язків між об'єктами. Наприклад, літак типу А перевозить вантаж з пункту відправлення в пункт надходження. Методом агрегації можна створити інформаційний об'єкт (суть) РЕЙС з атрибутами: тип літака, пункт відправлення, пункт надходження, рейс літака.

При узагальнені інформаційні об'єкти (елементи даних) об'єднуються в родовий об'єкт. Наприклад, інформаційні об'єкти: автобус, автомобіль, літак, пароплав - можуть бути об'єднані в родовий об'єкт "транспортні засоби".

Концептуальна модель застосовується для структурування предметної області з урахуванням не тільки інформаційних інтересів користувачів системи, але і інформаційного споживання самої предметної області.

Концептуальна модель дозволяє чітко розглянути окремі елементи предметної області. При цьому детальність відображення предметної області залежить від вибраної моделі. Модель з мінімальними можливостями повинна забезпечувати здатність задання даних та їх взаємозв'язок. Відповідно, семантична потужність концептуальної моделі збільшується із зростанням додаткового числа характеристик, котрі вона дозволяє визначити.

При виборі моделі для концептуального проектування бажано враховувати ті обставини, що будь-яким моделям властиві деякі обмеження, тому пошук ідеальної моделі, що повністю відображає реальний світ, дуже проблематичний. Вибір моделі диктується насамперед характером предметної області і вимогами, що ставляться перед базою даних. Іншою важливою обставиною є незалежність концептуальної моделі від СУБД, котра повинна бути вибрана після побудови концептуальної схеми.

В курсовій роботі для подання структури і обмежень реального світу використовуються моделі типу "суть-зв'язок" або ЕR-моделі, котрі були введені у практику П. Ченом [2, 3, 8 ].

Основними конструкціями ЕR-моделі є суті і зв'язки [5,7,13,14].

Під суттю розуміють основний зміст того явища, процесу або об'єкта, про який збирають інформацію в базі даних. Як суть може виступати місце, річ, особа і так далі. Суть визначається як деякий об'єкт, який цікавий користувачу. Суть, як правило виступає іменником.

Розрізняють тип суті та екземпляр суті. Під типом суті розуміють набір однорідних об'єктів, що виступають як ціле. Поняття "екземпляр суті" відноситься до конкретного об'єкта. Наприклад: тип суті – службовець, екземпляр суті - Коваленко Василь Васильович. Суть прийнято зазначати поіменованими характеристиками, які мають назву атрибутів. Назва атрибута повинна бути унікальною для кожної суті, хоча вона може повторюватися для різноманітних типів суті.

Наприклад:

тип суті – службовець

атрибути - прізвище, ім'я та по-батькові, адреса, рік народження і т. д.

тип суті - хворий

атрибути - прізвище, ім'я, по батькові, адреса, діагноз і т. д.

Розрізняють тип атрибута та екземпляр атрибута. Тип атрибута задає властивість суті, а екземпляри атрибута відображають різноманітні значення цієї властивості.

Наприклад:

тип атрибута - дата народження

екземпляри атрибута - 20.05.1941, 5.06.1958 і т. д.

Надалі при використанні терміну "суть" будемо розуміти тип суті, а терміну "атрибут" - тип атрибута.

Зазначимо, що абсолютна відміна між суттю і атрибутом відсутня. Атрибут є типом тільки в зв'язку з обраною суттю, а в іншому контексті він сам може виступати як суть. Наприклад, для заводу, що виготовляє автомобілі, колір фарби є лише одним з атрибутів суті автомобіля. Для фабрики, що випускає фарби, колір є суттю.

Між сутями (інформаційними об'єктами), а також між суттю і її атрибутами з'являються деякі асоціації, що називаються зв'язками. При цьому зв'язки можуть бути різних властивостей, характеру та вибірності. Звичайно зв'язок виражається дієсловом. Зв'язки як і суті іменуються, при цьому екземпляр кожного окремого зв'язку специфікується лінією між тими двома екземплярами суті, котрі цей зв'язок з'єднують. Атрибут (або набір атрибутів), що використовується для ідентифікації суті, називається ключем суті.

Кожен екземпляр зв'язку визначається набором ключів суті, що з'єднуються цим зв'язком.

Суті можуть з'єднуватися зв'язками різної ступені. Наприклад, ступінь зв'язку 1:1 свідчить про те, що один екземпляр однієї суті може бути зв'язаний не більше, ніж з одним екземпляром іншої суті. Відповідно, ступінь зв'язку 1:n означає, що один екземпляр однієї суті може бути зв'язаний з декількома екземплярами іншої суті, але не навпаки. Накінець, ступінь зв'язку m:n показує, що кожен з екземплярів будь-якої з сутей може бути зв'язаний з декількома екземплярами іншої суті.

Зв'язки можуть подаватися різними способами, з яких ми будемо використовувати тільки два: діаграма ЕR-екземплярів діаграма ЕR-типів. Діаграми ЕR-екземплярів відображають зв'язки між екземплярами сутей. Діаграми ЕR-типів відображають зв'язки між типами сутей. Приклади діаграм ЕR-екземплярів і ЕR-типів наведені на рис.1 і рис.2, відповідно.

На діаграмах ER-типу (рис.2) суть відображається прямокутником, а зв’язок – ромбом. Нижче прямокутника розміщуються атрибут або набір атрибутів, що є ключем суті. Цифра (1 або n) вказує тип зв'язку. Місцезнаходження суцільного кола визначає чи обов'язково всі екземпляри даної суті повинні брати участь у зв'язках (коло знаходиться всередині прямокутника), чи не обов'язково (коло винесено за межі прямокутника). У першому випадку говорять, що клас належності суті є обов'язковим, а в іншому - необов'язковим. У прикладах на рис. 1 і рис. 2 клас залежності суті 1 є необов'язковим, а клас належності суті 2 - обов'язковим. Тип зв'язку є 1:n, оскільки екземпляр 2 суті 1 зв'язаний з двома екземплярами суті 2.