Методические указания к домашнему заданию по курсу базы данных систем управления для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей

Концептуальное моделирование структуры данных

Широкое распространение реляционных СУБД и их использование в самых раз­нообразных приложениях показывает, что реляционная модель данных достаточ­на для моделирования предметных областей. Однако проектирование реляцион­ной базы данных в терминах отношений на основе рассмотренного нами ранее механизма нормализации (см. главу 4 «Реляционные базы данных») часто пред­ставляет собой очень сложный и неудобный для проектировщика процесс. Это обусловлено некоторой ограниченностью реляционной модели данных, которая особенно ярко проявляется в следующих аспектах:

  • реляционная модель не предоставляет достаточных средств для представления смысла данных. Проектировщик должен независимым от модели способом пред­ставлять семантику реальной предметной области. Примером данного ограни­чения может служить представление ограничений целостности;

  • в ряде случаев предметную область трудно моделировать на основе плоских таблиц. Сложности могут возникнуть на начальной стадии проектирования при описании предметной области в виде одной (возможно, даже ненормализован­ной) таблицы;

  • хотя весь процесс проектирования происходит на основе учета зависимостей, реляционная модель не содержит никаких средств для представления этих за­висимостей;

  • несмотря на то что процесс проектирования начинается с выделения некото­рых объектов (сущностей) предметной области, существенных для приложе­ния, и выявления связей между этими сущностями, реляционная модель дан­ных не предлагает какого-либо аппарата для разделения сущностей и связен.

Концептуальные модели данных

Для преодоления ограничении реляционной модели и обеспечения потребности проектировщиков баз данных в более удобных и мощных средствах моделирова­ния предметной области проектирование баз данных обычно выполняется не в терминах реляционной модели, а с использованием концептуальных моделей пред­метной области.

Обычно различают концептуальные модели двух видов:

  • объектно-ориентированные модели, в которых сущности реального мира пред­ставляются в виде объектов, а не записей реляционных таблиц;

  • семантические модели, отражающие значения реальных сущностей и отношений. Объектно-ориентированную модель можно рассматривать как результат объеди­нения семантической модели данных и объектно-ориентированного языка програм­мирования.

Несмотря на то, что в последнее время все большее распространение получают объектно-ориентированные модели, не снижается и значение семантических мо­делей. Концептуальное моделирование баз данных на основе семантических моде­лей поддерживается во всех известных CASE-средствах (например, таких как ERWin и Power Designer). Кроме того, семантические модели более просты для понимания, особенно при проектировании сравнительно небольших баз данных.

Как и реляционная модель, любая развитая семантическая модель данных включает структурную, манннуляционную и целостную части. Главным назначением семанти­ческих моделей является обеспечение возможности выражения семантики данных.

Цель семантического моделирования — обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и представления той информации, которую предполага­ется хранить в создаваемой базе данных. Поэтому семантическую модель данных пытаются строить по аналогии с естественным языком (последний не может быть использован в чистом виде из-за сложности компьютерной обработки текстов и неоднозначности любого естественного языка). Основными конструктивными элементами семантических моделей являются сущности, связи между ними и их свойства (атрибуты).

Модель «сущность-связь»

Одной из наиболее популярных семантических моделей данных является модель «сущность-связь» (часто называемая также ER-моделью — по первым буквам ан­глийских слов Entity (сущность) и Relation (связь)).

На использовании разновидностей ER-моделн основано большинство современ­ных подходов к проектированию баз данных (главным образом, реляционных). Модель была предложена Ченом в 1976 г. Моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. В связи с наглядностью представления концеп­туальных схем баз данных ER-модели получили широкое распространение в CASE-средствах, предназначенных для автоматизированного проектирования реляцион­ных баз данных.

Для моделирования структуры данных используются ER-диаграммы (диаграммы «сущность-связь»), которые в наглядной форме представляют связи между сущ­ностями. В соответствии с этим ER-диаграммы получили распространение в CASE-системах, поддерживающих автоматизированное проектирование реляционных ба.ч данных. Наиболее распространенными являются диаграммы, выполненные в со­ответствии со стандартом 1DEF1X, который используют наиболее популярные CASE-системы (в частности, ERwin, Design/IDEF, Power Designer).

Основными понятиями ER-диаграммы являются сущность, связь и атрибут.

Сущность

Сущность — это реальный или виртуальный объект, имеющий существенное зна­чение для рассматриваемой предметной области, информация о котором подле­жит хранению. Если не вдаваться в подробности, то можно считать, что сущности соответствуют таблицам реляционной модели.

Каждая сущность должна обладать следующими свойствами:

  • иметь уникальный идентификатор;

  • содержать один или несколько атрибутов, которые либо принадлежат сущнос­ти, либо наследуются через связь с другими сущностями;

  • содержать совокупность атрибутов, однозначно идентифицирующих каждый экземпляр сущности.

Любая сущность может иметь произвольное количество связей с другими сущно­стями. В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, со­держащего имя сущности (рис. 6.1).

Рис. 6.1 Отображение сущности

Связь

Связь — это соединение двух сущностей, при котором, как правило, каждый экземп­ляр одной сущности, называемой родительской сущностью, ассоциирован с про­извольным (в том числе нулевым) количеством экземпляров второй сущности, называемой сущностью-потомком, а каждый экземпляр сущности-потомка ассо­циирован в точности с одним экземпляром сущности-родителя.

Связь представляется в виде линии, связывающей две сущности или идущей от сущности к ней же самой (рис.6.2). Для каждой связи между сущностями указы­ваются правила, обеспечивающие ее поддержание.

Рис. 6.2 Связь между двумя сущностями

Атрибут

Атрибут является характеристикой сущности, значимой для рассматриваемой предметной области. В ER-диаграммах список атрибутов сущности отображается в виде строк внутри прямоугольника с изображением сущности (рис. 6.3). В реля­ционных базах данных аналогом атрибута является поле таблицы.

рис. 6.3 Атрибуты сущности

Основные возможности CASE-средств

В наиболее полном виде CASE-средства обладают следующими характерными особенностями:

  • единый графический язык. CASE-технологии обеспечивают всех участников проекта, включая заказчиков, единым строгим, наглядным и интуитивно по­нятным графическим языком, позволяющим получать обозримые компоненты с простой и ясной структурой. При этом программы представляются двумер­ными схемами (которые проще в использовании, чем многостраничные описа­ния), позволяющими заказчику участвовать в процессе разработки, а разработ­чикам — общаться с экспертами предметной области, разделять деятельность системных аналитиков, проектировщиков и программистов, облегчая им защиту проекта перед руководством, а также обеспечивая легкость сопровождения и внесения изменений в систему;

  • единая база данных проекта. Основа CASE-технологии — использование базы данных проекта (репозитория) для хранения всей информации о проекте, ко­торая может совместно использоваться разработчиками в соответствии с их правами доступа. Содержимое репозитория включает не только информацион­ные объекты различных типов, но и отношения между их компонентами, а так­же правила использования или обработки этих компонентов. Репозиторий мо­жет хранить объекты различных типов: структурные диаграммы, определения экранов и меню, проекты отчетов, описания данных, логику обработки, модели данных, их организации и обработки, исходные коды, элементы данных и т. п.;

  • интеграция средств. На основе репозитория осуществляются интеграция CASE-средств и разделение системной информации между разработчиками. При этом возможности репозитория обеспечивают несколько уровней интеграции: общий пользовательский интерфейс по всем средствам, передачу данных между средствами, интеграцию этапов разработки через единую систему представлена фаз жизненного цикла, передачу данных и средств между различными плат формами; О поддержка коллективной разработки и управления проектом. CASE-технология поддерживает групповую работу над проектом, обеспечивая возможность работы в сети, экспорт-импорт любых фрагментов проекта для их развития и/ или модификации, а также планирование, контроль, руководство и взаимодей­ствие, то есть функции, необходимые в процессе разработки и сопровождения проектов. Эти функции также реализуются на основе репозитория. В частно­сти, через репозиторий могут осуществляться контроль безопасности (ограни­чения и привилегии доступа), контроль версии и изменений и т. п.;

  • макетирование. CASE-технология дает возможность быстро строить макеты (прототипы) будущей системы, что позволяет заказчику на ранних этапах раз­работки оценить, насколько она устраивает его и приемлема для будущих поль­зователей;

  • генерация документации. Вся документация по проекту генерируется автомати­чески на базе репозитория (как правило, в соответствии с требованиями действу­ющих стандартов). Несомненное достоинство CASE-техиологии заключается в том, что документация всегда отвечает текущему состоянию дел, поскольку лю­бые изменения в проекте автоматически отражаются в репозитории (известно, что при традиционных подходах к разработке программного обеспечения доку­ментация в лучшем случае запаздывает, а ряд модификаций вообще не находит в ней отражения);

  • верификация проекта. CASE-технология обеспечивает автоматическую вери­фикацию и контроль проекта на полноту и состоятельность на ранних этапах разработки, что влияет на успех разработки в целом;

  • автоматическая генерация программного кода. Генерация программного кода осуществляется на основе репозитория и позволяет автоматически построить до 85-90% текстов па языках высокого уровня;

  • сопровождение и реинжиниринг. Сопровождение системы в рамках CASE-тех-нологии характеризуется сопровождением проекта, а не программных кодов. Средства реинжиниринга и обратного инжиниринга позволяют создавать мо­дель системы из ее кодов и интегрировать полученные модели в проект, авто­матически обновлять документацию при изменении кодов, автоматически из­менять спецификации при редактировании кодов и т. п.

Далеко не все CASE-средства поддерживают все указанные выше возможности. По­этому обычно к CASE-средствам относят любой программный продукт, автоматизи­рующий ту или иную совокупность процессов жизненного цикла программного обес­печения и обладающий следующими основными характерными особенностями:

  • наличие мощных графических средств для описания и документирования ин­формационной системы, обеспечивающих удобный интерфейс с разработчи­ком и развивающих его творческие возможности;

  • интеграция отдельных компонентов CASE-срсдств, обеспечивающая управля­емость процесса разработки информационной системы;

  • использование специальным образом организованного хранилища проектных метаданных (репозитория).

Создание концептуальной модели информационной системы

Рассмотрим создание модели информационной системы. Для этого используем пример базы данных Премьер. В качестве CASE-средства будем использовать одну из наиболее популярных систем моделирования данных — Power Designer фирмы Sybase.

  1. Методические указания к домашнему заданию по курсу базы данных систем управления для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей (2)

    Методические указания
    Создание больших баз дан­ных, содержащих сотни и тысячи таблиц и сложные связи между ними, возможно только при использовании CASE-средств. Вручную очень трудно разработать и пред­ставить графически структуру системы, проверить ее на
  2. Учебно-методический комплекс для студентов дневной и заочной форм обучения факультета музыкального искусства по специальностям: 070105 «Дирижирование»

    Учебно-методический комплекс
    История современной отечественной музыки: Уч.-метод. комплекс для студентов факультета музыкального искусства по специальностям: 070105 (051100) «Дирижирование»; 071301 (053 ) "Народное художественное творчество" направлению
  3. Учебно-методический комплекс Рабочая учебная программа для студентов очной и заочной форм обучения специальности

    Учебно-методический комплекс
    Н.К. Пашук. Бухгалтерский учет: Учебно-методический комплекс. Рабочая учебная программа для студентов специальности «Финансы и кредит» (дневной и заочной форм обучения).
  4. Учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной форм обучения по специальности 030501(65) «Юриспруденция» томск-2011

    Учебно-методический комплекс
    Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.
  5. Учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной формы обучения финансового и социально-экономического факультетов Уфа 2007

    Учебно-методический комплекс
    Токарева Г.Ф. Социология и психология управления. Учебно-методический комплекс для студентов всех факультетов и форм обучения. – Уфа: Изд. БИСТ АТиСО, 2007.
  6. Учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной формы обучения финансового и социально-экономического факультетов (а также курс подготовки бакалавра по направлению 080100 -«Экономика» идр.)

    Учебно-методический комплекс
    Токарева Г.Ф. Менеджмент. Учебно-методический комплекс для студентов очной и заочной формы обучения финансового и социально-экономического факультетов (а также курс подготовки бакалавра по направлению 080100 –«Экономика» и др.
  7. Учебно-методический комплекс по курсу «Римское право» включает тематический план, программу курса, планы семинарских занятий, вопросы для зачета, перечень рекомендуемой литературы, задания для контрольной работы для студентов заочной формы обучения.

    Учебно-методический комплекс
    Учебно-методический комплекс по курсу «Римское право» включает тематический план, программу курса, планы семинарских занятий, вопросы для зачета, перечень рекомендуемой литературы, задания для контрольной работы для студентов заочной формы обучения.
  8. Учебное пособие по курсу «Налоговый учет» выполнено в соответствии с госу

    Учебное пособие
    Аннотированный каталог выпуска литературы содержит сведения о выпущенных в издательстве ВГУЭС за период с 2003–2005 гг. учебных пособий, методической, научной литературы, монографий и сборников.
  9. Конспект лекций содержит теоретически обобщенный материал по ос

    План-конспект
    Аннотированный каталог выпуска литературы содержит сведения о выпущенных в издательстве ВГУЭС за период с 2002–2003 гг. учебных пособий, методической, научной литературы, монографий и сборников, которые вы можете приобрести в магазине «Книжный мир».

Другие похожие документы..