ЛЕКЦИЯ №10. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЛЕКЦИЯ №10. МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

Моделирование данных. Метод IDEFI. Отображение модели данных в инструментальном средстве ERwin. Интерфейс ERwin. Уровни отображения модели. Создание логической модели данных: уровни логической модели; сущности и атрибуты; связи; типы сущностей и иерархия наследования; ключи, нормализация данных; домены. Создание физической модели: уровни физической модели; таблицы; правила валидации и значение по умолчанию; индексы; триггеры и хранимые процедуры; проектирование хранилищ данных; вычисление размера БД; прямое и обратное проектирование. Генерация кода клиентской части с помощью ERwin: расширенные атрибуты; генерация кода в Visual Basic. Создание отчетов. Генерация словарей.

Моделирование данных

Базовые понятия ERD

Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех… · иметь уникальное имя; к одному и тому же имени должна всегда применяться… · иметь один или несколько атрибутов, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь;

Метод IDEFI

Метод Баркера основан на нотации, предложенной автором, и используется в case-средстве Oracle Designer. Метод IDEFI основан на подходе Чена и позволяет построить модель данных,… В методе IDEFIX сущность является независимой от идентификаторов или просто независимой, если каждый экземпляр…

Отображение модели данных в инструментальном средстве ERwin

Логический уровень — это абстрактный взгляд на данные, когда данные представляются так, как выглядят в реальном мире, и могут называться так, как… Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически…  

Документирование модели

Масштабирование

Для переключения между логической и физической моделью данных служит список выбора в центральной части панели инструментов ERwin (рис. 10.5). Если при переключении физической модели еще не существует, она будет создана… Рис. 10.5. Переключение между логической и физической моделью

Создание логической модели данных

Уровни логической модели

· диаграмма сущность-связь (Entity Relationship Diagram, ERD); · модель данных, основанная на ключах (Key Based model, KB); · полная атрибутивная модель (Fully Attributed model, FA).

Сущности и атрибуты

Построение модели данных предполагает определение сущностей и атрибутов, т. е. необходимо определить, какая информация будет храниться в конкретной… Как было указано выше, каждый атрибут хранит информацию об определенном… Очень важно дать атрибуту правильное имя. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое…

Связи

Связь является логическим соотношением между сущностями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глагольной фразой. Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение диаграммы. По умолчанию имя связи на диаграмме не показывается. На логическом уровне можно установить идентифицирующую связь "один-ко-многим", связь "многие-ко-многим" и неидентифицирующую связь "один-ко-многим".

В IDEFIX различают зависимые и независимые сущности. Тип сущности определяется ее связью с другими сущностями. Идентифицирующая связь устанавливается между независимой (родительский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущностями. Когда рисуется идентифицирующая связь, ERwin автоматически преобразует дочернюю сущность в зависимую. Зависимая сущность изображается прямоугольником со скругленными углами. Экземпляр зависимой сущности определяется только через отношение к родительской сущности. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополнения атрибутов дочерней сущности при создании связи называется миграцией атрибутов. В дочерней сущности новые атрибуты помечаются как внешний ключ — FK.

При установлении неидентифицирующей связи дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов родительской сущности. Неидентифицирующая связь служит для связывания независимых сущностей.

Идентифицирующая связь показывается на диаграмме сплошной линией с жирной точкой на дочернем конце связи, неидентифицирующая – пунктирной (см. рис. 10.6).

Мощность связей (Cardinality) — служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Различают четыре типа сущности:

· общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности; не помечается каким-либо символом;

· символом Р помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

· символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

· цифрой помечается случай точного соответствия, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

Имя связи (Verb Phrase) — фраза, характеризующая отношение между родительской и дочерней сущностями. Для связи "один-ко-многим", идентифицирующей или неидентифицирующей, достаточно указать имя, характеризующее отношение от родительской к дочерней сущности (Parent-to-Child). Для связи многие-ко-многим следует указывать имена как Parent-to-Child, так и Child-to-Parent.

Типы сущностей и иерархия наследования

Характеристическая — зависимая дочерняя сущность, которая связана только с одной родительской и по смыслу хранит информацию о характеристиках… Рис. 10.7. Пример характеристической сущности "Хобби" Ассоциативная — сущность, связанная с несколькими родительскими сущностями. Такая сущность содержит информацию о…

Ключи

Как было сказано выше, каждый экземпляр сущности должен быть уникален и должен отличаться от других атрибутов.

Первичный ключ (primary key) — это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности. атрибуты первичного ключа на диаграмме не требуют специального обозначения — это те атрибуты, которые находятся в списке атрибутов выше горизонтальной линии (см., например, рис. 10.9).

В одной сущности могут оказаться несколько атрибутов или наборов атрибутов, претендующих на роль первичного ключа. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Ключи могут быть сложными, т. е. содержащими несколько атрибутов. Сложные первичные ключи не требуют специального обозначения — это список атрибутов, расположенных выше горизонтальной линии.

Рассмотрим кандидатов на роль первичного ключа сущности Сотрудник (рис. 10.10).

Рис. 10.10. Определение первичного ключа для сущности "Сотрудник"

Здесь можно выделить следующие потенциальные ключи:

1. Табельный номер;

2. Номер паспорта;

3. Фамилия + Имя + Отчество.

Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований:

Уникальность. Два экземпляра не должны иметь одинаковых значений возможного ключа. потенциальный ключ № 3 (Фамилия + Имя + Отчество) является плохим кандидатом, поскольку в организации могут работать полные тезки.

Компактность. Сложный возможный ключ не должен содержать ни одного атрибута, удаление которого не приводило бы к утрате уникальности. Для обеспечения уникальности ключа № 3 дополним его атрибутами Дата рождения и Цвет волос. Если бизнес-правила говорят, что сочетания атрибутов Фамилия + Имя + Отчество + Дата рождения достаточно для однозначной идентификации сотрудника, то Цвет волос оказывается лишним, т. е. ключ Фамилия + Имя + Отчество + Дата рождения + Цвет волос не является компактным.

При выборе первичного ключа предпочтение должно отдаваться более простым ключам, т. е. ключам, содержащим меньшее количество атрибутов. В приведенном примере ключи № 1 и 2 предпочтительней ключа № 3.

Атрибуты ключа не должны содержать нулевых значений. Значение атрибутов ключа не должно меняться в течение всего времени существования экземпляра сущности. Сотрудница организации может выйти замуж и сменить как фамилию, так и паспорт. Поэтому ключи № 2 и 3 не подходят на роль первичного ключа.

Каждая сущность должна иметь по крайней мере один потенциальный ключ. Многие сущности имеют только один потенциальный ключ. Такой ключ становится первичным. Некоторые сущности могут иметь более одного возможного ключа. Тогда один из них становится первичным, а остальные — альтернативными ключами.

Альтернативный ключ (Alternate Key) — это потенциальный ключ, не ставший первичным.

Нормализация данных

На практике обычно ограничиваются приведением данных к третьей нормальной форме. Для углубленного изучения нормализации рекомендуется книга К. Дж.… ERwin не содержит полного алгоритма нормализации и не может проводить…

Домены

Домен можно определить как совокупность значений, из которых берутся значения атрибутов. Каждый атрибут может быть определен только на одном домене, но на каждом домене может быть определено множество атрибутов. В понятие домена входит не только тип данных, но и область значений данных. Например, можно определить домен "Возраст" как положительное целое число и определить атрибут Возраст сотрудника как принадлежащий этому домену.

В ERwin домен может быть определен только один раз и использоваться как в логической, так и в физической модели.

Домены позволяют облегчить работу с данными как разработчикам на этапе проектирования, так и администраторам БД на этапе эксплуатации системы. На логическом уровне домены можно описать без конкретных физических свойств. На физическом уровне они автоматически получают специфические свойства, которые можно изменить вручную. Так, домен "Возраст" может иметь на логическом уровне тип Number, на физическом уровне колонкам домена будет присвоен тип INTEGER.

Каждый домен может быть описан, снабжен комментарием или свойством, определенным пользователем (UDP).

Создание физической модели данных

· трансформационную модель; · модель СУБД. Трансформационная модель содержит информацию для реализации отдельного проекта, который может быть частью общей ИС и…

Правила валидации и значения по умолчанию

Правило валидации задает список допустимых значений для конкретной колонки и/или правила проверки допустимых значений. В список допустимых значений… Значение по умолчанию – значение, которое нужно ввести в колонку, если никакое… После создания правила валидации и значения по умолчанию их можно присвоить одной или нескольким колонкам или…

Индексы

Чтобы решить проблему поиска, СУБД используют объекты, называемые индексами. Индекс содержит отсортированную по колонке или нескольким колонкам… При генерации схемы физической БД ERwin автоматически создает индекс на основе…

Триггеры и хранимые процедуры

Хранимой процедурой называется именованный набор предварительно откомпилированных команд SQL, который может вызываться из клиентского приложения или… Триггером называется процедура, которая выполняется автоматически как реакция… Триггерссылочной целостности – это особый вид триггера, используемый для поддержания целостности между двумя…

Проектирование хранилищ данных

· хранилище должно иметь понятную для пользователей структуру данных; · должны быть выделены статические данные, которые модифицируются по… · должны быть упрощены требования к запросам для исключения запросов, требующих множественных утверждений SQL в…

Вычисление размера БД

ERwin позволяет рассчитать приблизительный размер БД в целом, а также таблиц, индексов и других объектов через определенный период времени после начала эксплуатации ИС. Расчет строится на основе следующих параметров: начальное количество строк; максимальное количество строк; прирост количества строк в месяц. Результаты расчетов сводятся в отчет.

 

 

Прямое и обратное проектирование

Обратным проектированием называется процесс генерации логической модели из физической БД. Обратное проектирование позволяет конвертировать БД из… Кроме режима прямого и обратного проектирования программа обеспечивает…

Генерация кода клиентской части с помощью ERwin

Расширенные атрибуты

Каждой колонке в модели ERwin можно задать предварительно описанные и именованные свойства: · правила валидации (проверка значений); · начальные значения, устанавливаемые по умолчанию;

Генерация кода в Visual Basic

Создание отчетов

 

Генерация словарей

Для управления большими проектами ERwin имеет специальный инструмент – ERwin Dictionary, который обеспечивает коллективную работу над диаграммами и позволяет сохранять и документировать различные версии моделей данных. ERwin Dictionary представляет собой специальную БД, которая позволяет решить проблемы документирования и хранения моделей, однако не полностью отвечает требованиям многопользовательской работы.