Проектирование баз данных

1.

Проектирование баз данных

2.

Задачи проектирования БД
1. обеспечение хранения в БД
необходимой информации;
2. обеспечение получения данных по
запросам;
3. сокращение
избыточности
и
дублирования данных;
4. обеспечение целостности БД.

3.

Предметная область – это часть реального мира, данные
о которой мы хотим отразить в базе данных.
Модель предметной области – это формализованные
знания о предметной области, выраженные при помощи
каких-либо средств.

4.

Системный анализ
предметной области
Концептуальное
(инфологическое)
моделирование
Выбор СУБД
Логическое (даталогическое)
проектирование
Физическое проектирование

5.

Изучение предметной
области складывается из:
наблюдения
протекающих в ней
процессов
изучения документов,
циркулирующих в
системе
интервьюирования
участников этих
процессов

6.

Язык моделирования – набор графических нотаций,
которые используются для описания моделей в процессе
проектирования.

7.

Результат
1. системные требования;
2. спецификации;
3. информационные потоки.

8.

Семантическое моделирование
Семантическое моделирование – разработка модели
предметной области, представляющей смысл данных этой
предметной области.
Понятия и описания
Схема базы данных
время
Модель предметной области
Пользователь
Аналитик
АБД

9.

Концептуальное моделирование
1970 – 1980 гг. – в литературе появился термин
«инфологическое проектирование».

10.

Концептуальная модель включает:
• описание понятий предметной области
и связей между ними;
• описание ограничений целостности.

11.

Концептуальное моделирование
1976г. – Питером Ченом была
предложена модель «сущностьсвязь».

12.

Класс – совокупность объектов с одинаковым набором
свойств, задаваемых в виде атрибутов.
Сущность – класс однотипных объектов, информация о
которых имеет существенное значение для рассматриваемой
предметной области.
Экземпляр сущности
данной сущности.
–
конкретный
представитель

13.

Атрибут сущности – именованная характеристика,
являющаяся некоторым свойством сущности.
Экземпляр атрибута – определенная характеристика
конкретного экземпляра сущности, значение атрибута.

14.

Первичный ключ – неизбыточный набор атрибутов,
значения которых в совокупности являются уникальными для
каждого экземпляра сущности.
Связь – отношение одной сущности к другой или к самой
себе.

15.

Сущность (объект)
Сотрудник
Атрибут сущности
(свойство,
ФИО
характеризующее объект)
Ключевой атрибут
(атрибут, входящий в
Номер сотр.
первичный ключ)
Связь
Работает

16.

ER-диаграммы
Диаграммы "сущность-связь" (ER-диаграммы) – графическое
представление модели "сущность-связь".
Название
Год
Фильм
Длина
N
Имя
Вид
M
Играет-в
Адрес
Актер
N
Название
Владеет
1
Адрес
Студия

17.

Нотации ER-диаграмм
• Классическая нотация П. Чена.
• Нотация
IDEFIX
Definition
for
Modeling).
• Нотация Ч. Бахмана.
(Integration
Information
• Нотация Дж. Мартина
("вороньи лапки").
• Нотация Ж.-Р.Абриаля (мин- макс).
• Диаграммы классов UML.

18.

Сущности и их атрибуты: нотация
Чена
Название
Год
Фильм
Длина
N
Адрес
Имя
Вид
Играет-в
M
Актер
N
Название
Сущности
и ихатрибуты
Владеет
1
Студия
Адрес

19.

Сущности и их атрибуты: вороньи
лапки
Фильм
Название
Год
Длина
Вид
Актер
Играет-в
Сущности
и ихатрибуты
Имя
Адрес
Студия
Владеет
Название
Адрес

20.

Связи между сущностями:
нотация Чена
Название
Год
Фильм
Длина
N
Имя
Вид
Играет-в
M
Адрес
Актер
N
Связи
между
сущностями
Название
Владеет
1
Адрес
Студия

21.

Связи между сущностями: вороньи
лапки
Фильм
Название
Год
Длина
Вид
Актер
Играет-в
Имя
Адрес
Связи
между
сущностями
Студия
Владеет
Название
Адрес

22.

Виды бинарных связей
Пусть имеются два множества
сущностей: E1 и E2 и R – связь между
ними. Тогда:
• R имеет вид "один-ко-много" в направлении
от E1 к E2, если посредством R каждый член
множества E2 может быть соединен не более
чем с одним членом из множества E1.
• R имеет вид "один-к-одному", если R в
обоих направлениях имеет вид "один-комного".
• R имеет вид "много-ко-много", если ни в
одном из направлений связь R не относится к
типу "один-ко-много".
E1
E2
E1
E2
E1
E2

23.

Бинарные связи: нотация Чена
Название
Год
Фильм
Длина
N
Имя
Вид
Играет-в
M
Адрес
Актер
N
Связь"много-ко-много"
Название
Владеет
Связь"много-к-одному"
1
Адрес
Студия

24.

Бинарные связи: нотация Чена
Название
Год
Фильм
Длина
Имя
Вид
N
Играет-в
M
Адрес
Актер
N
Связь"много-ко-много"
Название
Владеет
Связь"один-к-одному"
Студия
1
Связь"много-к-одному"
Президент
1
Адрес
1
Руководит

25.

Бинарные связи: вороньи лапки
• Ноль или более
• Один или более
• Только один
• Ноль или один

26.

Бинарные связи: вороньи лапки
Фильм
Название
Год
Длина
Вид
Актер
Играет-в
Имя
Адрес
Владеет
Президент
Студия
Имя
Зарплата
Название
Адрес
Руководит

27.

Многосторонние (n-арные) связи
Название
N
Год
Длина
Фильм
Имя
Вид
Адрес
M
N
Актер
Играет-в
N
1
Тернарная
связь
Контракт
Название
Адрес
1
Студия
Владеет
1
1
1
Президент
Руководит

28.

Многосторонние (n-арные) связи
Вхождение множества сущностей Ě в многостороннюю связь Rс
множествами сущностей E1,…,En как "один" означает, что при выборе
одного элемента из каждогоиз множеств E1,…,Enвсе выбранные
сущности могут быть связаны посредством Rне более чем с одним
элементом из Ě.
1
Фильм
N
Контракт
1
Студия
Актер

29.

Атрибуты связей
Связь может являться сущностью и, соответственно, может иметь
атрибуты.
Название
Год
Фильм
Длина
Вид
Имя
Зарплата
N
1
Контракт
1
Студия
Название
Адрес
Адрес
Актер

30.

Атрибуты связей
Атрибут связи может быть заменен на связь с новой
сущностью, обладающей соответствующим атрибутом.
Сумма
Зарплата
Название
Год
Фильм
Длина
1
Вид
Имя
N
Контракт
1
Студия
Название
Адрес
Адрес
Актер

31.

Преобразование n-арных связей в
бинарные
Любая n-арная связь может быть преобразована в набор бинарных
связей "много-к-одному" с помощью
введения соединяющего
множества сущностей.
Актер
Фильм
Фильм
Контракт
Актер
Фильм
контракта
Актер
контракта
Контракт
Студия
Студия
фильма
Студия

32.

Ограничения целостности в
ER-диаграммах
• Ключ – атрибут или множество атрибутов,
однозначно
определяющих сущность в данном множестве сущностей.
• Частичное совпадение составных ключей возможно.
• Ссылочная целостность – обязательное наличие сущности, на
которую ссылаетсяданная сущность.
• Ограничение общеговида
• Для сущности Фильм не может быть больше 50 сущностей Актер.
• Ограничение атрибута сущности –не поддерживается
• Пол