Инфологическая модель данных «сущность-связь»

Что такое инфологическая модель данных «сущность-связь»

Определение

Инфологическая модель (семантическая или концептуальная) — это модель предметной области, предназначенная для минимизации понятий «низкого уровня», связанных со спецификой физического представления и хранения данных.

На первом этапе проектирования базы данных, без привязки к конкретной модели данных, программным и лингвистическим средствам реализации, создается концептуальная модель, которая описывает круг информационных сущностей и связей между ними, а также требований к их допустимым значениям.

Определение

Предметная область — множество всех предметов, свойства и взаимоотношения которых рассматривает научная теория; часть реального мира, рассматриваемая в пределах оговоренного контекста; в логике — подразумеваемая область возможных значений предметных переменных логического языка.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Система хранения данных обычно может оперировать лишь данными определенных простых типов, поскольку не имеет представления о смысле хранящейся информации. Любая интерпретация возлагается на пользователя. Для хранения данных со множеством параметров, например, для системы учета личных данных сотрудников, для оцифровки книг учета библиотечных или музейных фондов, необходимы более сложные методы.

Примечание

Чем важнее хранящаяся в базе данных информация, тем важнее профилактика и своевременное исправление ошибок, связанных с неспособностью системы быстро и точно выдать исчерпывающий список данных, соответствующих указанным пользователем атрибутам.

В концептуальных моделях баз данных сама система способна представлять семантику предметной области на высоком уровне абстракции — для этого выделяются ключевые сущности и описываются возможные связи между ними.

Определение

Концептуальная схема — семантическая сеть понятий и концепций, связанных друг с другом по определенным правилам.

Модель «сущность-связь», она же ER-модель (Entity-Relationship Model) — наиболее распространенный представитель класса концептуальных моделей. Она была изобретена в 1976 году. Питер Чен предложил и саму модель, и графическую нотацию для ее наглядного отображения.

Основные составляющие модели:

  • сущности, они же объекты;
  • атрибуты сущностей;
  • связи между ними.
Определение

Сущность в инфологической модели данных — объект, имеющий определенные атрибуты.

Характеристика связей и язык моделирования

Модель «сущность-связь» — теоретическая конструкция, изначально не подразумевающая никакой графической визуализации. Для наглядной визуализации небольших моделей или отдельных участков больших используют специальную нотацию, изобретенную Питером Ченом и известную как ER-диаграмма. В такой диаграмме сущности — прямоугольники, отношения — ромбы, атрибуты — овалы.

Связи между ними обозначаются линиями и характеризуются классом принадлежности. Если каждый экземпляр сущности принимает участие в связи, то ее класс называется обязательным: \(\rightarrow\).
Если не каждый — то необязательным: \(\dashrightarrow\).

Кроме параметра обязательности и необязательности, связи можно разделить на:

  • направленные (\(\rightarrow\)) и ненаправленные (—);
  • односторонние (\(\rightarrow\)) и двусторонние (\(\leftrightarrow\));
  • равноправные (\(\rightarrow\)) и неравноправные (\(\twoheadrightarrow\)).

Существует также нотация Гордона Эвереста, известная как «перевернутая стрелка», «воронья лапка» или «вилка». Сущность в ней тоже обозначается прямоугольником, при этом существительные, записанные в нем, относятся не только к типу сущности, но и к ее атрибутам. Среди них можно выделить «ключ сущности» — список атрибутов, которые характеризуют каждый конкретный ее экземпляр. Линии связи раздваиваются и принимают форму «вилки» на конце, чтобы обозначить множественность: \(\rightarrowtail\).

Если связь необязательная, то на конце связи рисуют круг. Также рядом с линией пишут глагол, обозначающий модальность связи: «имеет», «включает в себя», «принадлежит» и т. д.

Для более объемных моделей с большим количеством элементов применяется язык инфологического моделирования, описывающий модель в текстовом виде.

Пример

СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n)
АССОЦИАЦИЯ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2, …]
                      (атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n)

Сколько видов связей возможно, описание

Связь между сущностями делится на четыре типа:

  1. 1:1 — в каждый момент времени одному экземпляру сущности А соответствует один или ноль экземпляров сущности Б.
  2. 1: М, один ко многим — одному экземпляру сущности А может соответствовать сколько угодно экземпляров сущности Б.
  3. М:1, многие к одному — многим экземплярам сущности А может соответствовать один или ноль экземпляров сущности Б.
  4. М: N, многие ко многим — многим экземплярам сущности А может соответствовать сколько угодно экземпляров сущности Б. 

Преобразование модели «сущность-связь» в реляционную модель

Следующий этап разработки базы данных после создания модели — ее преобразование в конкретную схему. Обычно выбирают реляционную модель данных, название которое происходит от английского слова «relation», «отношение». Она описывает логическую структуру отношений и включает в себя:

  1. Составляющую структуры — описание набора отношений между данными.
  2. Составляющую целостности — описание конкретных условий целостности отношений на уровне типов данных, на уровне отношений и на уровне всей базы.
  3. Составляющую манипулирования отношениями.

Реляционные модели всегда отвечают информационному принципу — это значит, что всю информацию в них представляют исключительно заданием значений атрибутов в кортежах отношений. Указатели или адреса, которые связывали бы значения друг с другом, отсутствуют.

Насколько полезной была для вас статья?

Рейтинг: 3.50 (Голосов: 2)

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»