КЛАСИ СУТНОСТЕЙ

К.Дейт визначає три основні класи сутностей: стрижневі, асоціативні і характеристичні, а також підклас асоціативних сутностей - позначення.

Стрижнева сутність (стрижень) - це незалежна сутність.

Асоціативна сутність (асоціація) - це зв'язок типу Б:Б між двома або більше сутностями або екземплярами сутності. Асоціації розглядаються як повноправні сутності:

- вони можуть брати участь у других асоціаціях і позначеннях так само, як стрижневі сутності;

- можуть мати властивості, тобто мати не тільки набір ключових атрибутів, необхідних для вказівки зв'язків, але і будь-яке число інших атрибутів, що характеризують зв'язок.

Характеристична сутність (характеристика) - це зв'язок типу Б:1 або 1:1 між двома сутностями (окремий випадок асоціації). Єдиною метою характеристики в рамках аналізованої предметної області є опис або уточнення деякої іншої сутності. Необхідність у них виникає в зв'язку з тим, що сутності реального світу мають іноді багатозначні властивості. Наприклад, книга може мати декілька характеристик перевидання (доповнене, перероблене, ...) і т.д.

Існування характеристики цілком залежить від сутності, що характеризується. Для опису характеристики використовується нова пропозиція МІМ, що має в загальному випадку вигляд:

 

ХАРАКТЕРИСТИКА (атрибут 1, атрибут 2, ...) {СПИСОК СУТНОСТЕЙ, ЩО ХАРАКТЕРИЗУЮТЬСЯ}.

 

Позначення - це зв'язок типу Б:1 або 1:1 між двома сутностями і відрізняється від характеристики тим, що не залежить від сутності, яку він позначає.

Розглянемо приклад, пов'язаний із зарахуванням співробітників у різні відділи організації. При відсутності жорстких правил (співробітник може одночасно зараховуватися в декілька відділів або не зараховуватися ні в один відділ) необхідно створити опис з асоціацією ЗАРАХУВАННЯ:

Відділи (Номер відділу, Назва відділу, ...)

Службовці (Табельний номер, Прізвище, ...)

Зарахування [Відділи M, Службовці N](Номер відділу, Табельний номер, Дата зарахування).

 

Проте, за умови, що кожний із співробітників повинний бути обов'язково зарахований в один із відділів, можна створити опис із позначенням СЛУЖБОВЦІ:

Відділи (Номер відділу, Назва відділу, ...)

Службовці (Табельний номер, Прізвище, ... , Номер відділу, Дата зарахування) [Відділи]

 

У даному прикладі службовці мають незалежне існування (якщо ліквідується відділ, то з цього не випливає, що також повинні бути скорочені службовці такого відділу). Тому вони не можуть бути характеристиками відділів і названі позначеннями. Позначення використовують для збереження повторюваних значень великих текстових атрибутів: "кодифікатори" досліджуваних студентами дисциплін, найменувань організацій і їхніх відділів, переліків товарів і т.п. Опис позначення зовнішньо відрізняється від опису характеристики тільки тим, що сутності, які позначаються, беруться не у фігурні дужки, а в квадратні:

ПОЗНАЧЕННЯ (атрибут 1, атрибут 2, ...)[СПИСОК СУТНОСТЕЙ, ЩО ПОЗНАЧАЮТЬСЯ].

 

Як правило, позначення не розглядаються як повноправні сутності, хоча це не призвело б до помилки.

Позначення і характеристики не є цілком незалежними сутностями, оскільки вони припускають наявність деякої іншої сутності, що буде "позначатися" або "характеризуватися". Проте вони все ж являють собою окремі випадки сутності і можуть, звичайно, мати властивості, можуть брати участь в асоціаціях, позначеннях і мати свої власні (більш низького рівня) характеристики. Підкреслимо також, що всі екземпляри характеристики повинні бути обов'язково пов'язані з яким-небудь екземпляром сутності, що характеризується. Проте припускається, що деякі екземпляри сутності, що характеризуються, не мали зв'язків. Перевизначимо тепер стрижневу сутність як сутність, що не є ні асоціацією, ні позначенням, ні характеристикою. Такі сутності мають незалежне існування, хоча вони і можуть позначати інші сутності, як, наприклад, співробітники позначають відділи.

До числа більш складних елементів моделі відносяться такі:

1. Підтипи і супертипи сутностей. Як у мовах програмування з розвинутими типовими системами (наприклад, у мовах об'єктно-орієнтованого програмування), вводиться можливість спадкування типу сутності, виходячи з одного або декількох супертипів.

2. Зв'язки "many-to-many". Іноді буває необхідно зв'язувати сутності таким чином, що з обох кінців зв'язку можуть бути присутніми декілька екземплярів сутності (наприклад, усі члени кооперативу спільно володіють майном кооперативу). Для цього вводиться різновид зв'язку БАГАТО-З-БАГАТЬМА.

3. Ступені зв'язку, що уточнюються. Іноді буває корисно визначити можливу кількість екземплярів сутності, що беруть участь у даному зв'язку (наприклад, службовцю дозволяється брати участь не більш, ніж у трьох проектах одночасно). Для вираження цього семантичного обмеження дозволяється вказувати на кінці зв'язку її максимальний або обов'язковий ступінь.

4. Каскадні видалення екземплярів сутностей. Деякі зв'язки бувають настільки сильними (звичайно, у випадку зв'язку "ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ"), що при видаленні опорного екземпляра сутності (відповідає кінцю зв'язку "ОДИН") потрібно видалити і всі екземпляри сутності, що відповідають кінцю зв'язку "БАГАТО". Відповідну вимогу "каскадного видалення" можна сформулювати при визначенні сутності. Наприклад:

Країна СРСР -- міністр палива СРСР.

5. Домени. Буває корисна можливість визначення потенційно припустимої множини значень атрибута сутності (домену).

 

Ці й інші більш складні елементи моделі даних "сутність-зв'язок" роблять її більш потужною, але одночасно в певній мірі ускладнюють її використання. Звичайно, при реальному використанні ER-діаграм для проектування баз даних необхідно використовувати усі можливості.

Контрольні запитання.

1. Дайте визначення стрижневої сутності.

2. Що таке асоціативна сутність?

3. Що Ви розумієте під характеристичною сутністю?

4. Як використовують МІМ для опису характеристичної сутності?

5. Дайте визначення позначення.

 

5.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗВ'ЯЗКІВ

Структура даних може бути описана формально. Опис глобальної логічної структури бази даних називається схемою. Схема визначає всі типи елементів даних, які зберігаються в базі даних, а також усі зв'язки між ними. Схема бази даних, як правило, дуже складна. Конкретний користувач або прикладний програміст не повинен знати про схему в цілому. Така необізнаність часто навіть необхідна з точки зору безпеки даних. Програміст або користувач повинен бути інформований тільки про множину даних і зв'язків, які орієнтовані на його конкретну область.

Частина схеми отримала назву підсхеми. По суті, підсхема - це деяка організація файлів прикладного програміста. В функції СКБД входить побудова відповідних підсхем із загальної схеми і передача даних користувачам і системним програмістам. При цьому схема даних повинна бути спроектована таким чином, щоб з неї могли бути побудовані всі підсхеми за запитами користувачів або прикладних програм. Ні схема, ні підсхема не визначають методів фізичного зберігання даних.

Схеми і підсхеми представляють в вигляді діаграм, на яких зображують типи елементів даних і зв'язки між ними. Розрізняють чотири види зв'язків:

1) необов'язковий зв'язок: існування об'єктів не залежить від зв'язку;

2) можливий зв'язок: існування одного з об'єктів залежить від зв'язку;

3) умовний зв'язок: частковий вид можливого зв'язку, коли задається умова існування (наприклад, зв'язок між об'єктами СТУДЕНТ, СТИПЕНДІЯ можлива при умові відповідної успішності);

4) обов'язковий зв'язок: існування обох об'єктів залежить від зв'язку.

Односторонні зв'язки між парами елементів називаються асоціаціями, а двосторонні - відображеннями.

Між двома сутностями А й В можливі чотири типи зв'язків:

1) перший тип - зв'язок ОДИН-ДО-ОДНОГО (1:1): за допомогою такого відображення подають такий тип зв'язку, коли в кожний момент часу кожний екземпляр елемента, від якого направлений зв'язок, ідентифікує один і тільки один екземпляр елемента, до якого направлений зв'язок, при цьому ця ідентифікація є унікальною в обох напрямках. Приклад відображения 1:1 приведено на рис.2.2. Якщо відомо значення А, то однозначно визначається і значення В. І навпаки.

 

 

Рисунок 5.1 - Приклад відображення ОДИН-ДО-ОДНОГО

 

2) другий тип - зв'язок ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ (1:Б): якщо екземпляр елемента даних, від якого направлений зв'язок, ідентифікує деяке число екземплярів елементів даних, до яких направлений зв'язок, причому ідентифікація в даному напрямку не обов'язково є унікальною, то таке відображення називається ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ (1:Б). Прикладом такого відношення (рис.2.3) може бути НОМЕР ВІДДІЛУ - ТАБЕЛЬНІ НОМЕРИ ПРАЦІВНИКІВ. У відділі працює багато службовців, але кожний працівник відноситься тільки до одного відділу.

Рисунок 5.2 - Приклад відображення ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ

 

Оскільки між двома сутностями можливі зв'язки в обох напрямках, то існує ще два типи зв'язків:

 

3) БАГАТО-ДО-ОДНОГО (Б:1) і

4) БАГАТО-ДО-БАГАТЬОХ (Б:Б). Відображення Б:1 є аналогічним відображенням 1:Б.

 

Якщо екземпляр елемента даних, від якого направлений зв'язок, ідентифікує деяке число екземплярів елементів даних, до яких направлений зв'язок, і навпаки, тобто ідентифікація не є унікальною в обох напрямках, то таке відображення називається БАГАТО-ДО-БАГАТЬОХ (Б:Б).

Прикладом такого відношення (рис.2.4) є відношення ВИКЛАДАЧІ-СТУДЕНТИ. Кожний студент "пов'язаний" з багатьма викладачами і кожний викладач читає лекції різним групам студентів.

Характер зв'язків між сутностями не обмежується переліченими. Існують і більш складні зв'язки:

1) множина зв'язків між одними й тими ж сутностями;

Наприклад, пацієнт, маючи одного лікаря, що лікує, може мати також декілька лікарів-консультантів; лікар може бути лікарем, що лікує декількох пацієнтів та може одночасно консультувати декількох інших пацієнтів.

2) тренарні зв'язки;

Наприклад, лікар може призначити декільком пацієнтам декілька аналізів, аналіз може бути призначений декількома лікарями декільком пацієнтам, й пацієнту може бути призначено декілька аналізів декількома лікарями;

3) зв'язки більш високих порядків, семантика (зміст) яких іноді дуже складна.

Існує три типа асоціацій:

- асоціація типу 1 (проста);

- асоціація типу М (складна);

- асоціація типу С (умовна).

В простій асоціації типу 1 (рис.2.5) екземпляр елемента даних, від якого направлено зв'язок, ідентифікує один і лише один екземпляр елемента даних, до якого направлено зв'язок. Ця ідентифікація є унікальною й визначає функціональну залежність.

В складній асоціації типу М (рис.2.6) екземпляр елемента даних, від якого направлено зв'язок, ідентифікує деяке число екземплярів елементів даних, до яких направлено зв'язок. Ідентифікація є багатозначною залежністю і не обов'язково унікальною. При цьому зв'язок в зворотному напрямку не розглядається.

 

Рис. 5.5. Приклад складної асоціації типу М

В умовній асоціації типу С (рис.5.6) для даного екземпляра елемента даних, від якого спрямований зв'язок, може не існувати відповідного екземпляра елемента даних, до якого спрямований зв'язок. Якщо він існує, то відноситься до єдиного екземпляра елемента даних. Наприклад, ПІБ РОБІТНИКА і ДАТА ЗВІЛЬНЕННЯ (див. рис.2.7)..

 

 

 

У реальних базах даних існує велика кількість типів елементів даних.

Для зменшення кількості зв'язків елементи об'єднують у групи. Таке групування значно зменшує кількість записів. Об'єднання елементів у групи повинно бути аргументованим і продуманим.

 

Контрольні запитання.

1. Що Ви розумієте під схемою бази даних?

2. Що таке підсхема бази даних?

3. Перелічіть основні типи зв'язків між елементами даних.

4. Які види зв'язків між сутностями Вам відомі?

5. Визначте основні типи асоціацій.

 

7. МОДЕЛІ ДАНИХ, ПІДТРИМУВАНІ СУБД.

7.1. ОРГАНІЗАЦІЯ ДАНИХ

Організація даних характеризуєтьсяна двох рівнях логічному і фізичному.

Фізична організація визначає спосіб розміщенняданих безпосередньона машинному носії. У сучасних прикладних програмних засобах цей рівень організації забезпечується автоматично без втручання користувача. Користувач, як правило, оперує в прикладних програмах та універсальних програмних засобах уявленнями про логічну організацію даних.

Логічна організація даних на машинному носії залежить від програмних засобів організації і ведення даних, які використовуються. Логічна організація даних визначається типом структур даних і видом моделі, яка використовується і підтримується програмним засобом.

Для розміщення одної і тієї самої інформації можуть бути використанірізні структури і моделі даних. Їх вибір покладається на користувача, що створює інформаційну базу, і залежить від багатьох факторів, у тому числі і від наявного технічного та програмного забезпечення, і визначається складністю задач, що автоматизуються, та обсягом інформації.

 

Развернуть

Открыть в широком формате