Информационные технологии. Система стандартов по базам данных. Концепции и терминология для концептуальной схемы и информационной базы

Нормализация

Нормализация в подходе сущность-атрибут-связь гарантирует, что ни один атрибут связи не может быть верифицированным по отношению к подмножеству идентификатора связи.

Декомпозиция

Декомпозиция в подходах сущность-атрибут-связь позволяет без потери семантики разбить тип-связи размерности п на несколько типов-связи с меньшими размерностями при условии сохранения функциональ­ных зависимостей, определенных для типа-связи. Необходимо убедиться, что в общей части используются одни и те же реализации.

Г.4 Пример описания

Описание концептуальной схемы на языке, определенном в разделе Г.2:CONCEPTUAL SCHEMA

ENTITY-TYPE

IDENTIFIER

DESCRIPTION

ENTITY-TYPE IDENTIFIER DESCRIPTION

ENTITY-TYPE IDENTIFIER DESCRIPTION

ENTITY-TYPE IDENTIFIER DESCRIPTION регистрация-автомобилей изготовитель

ид-изготовителя ид-изготовителя функционирует

модель-автомобиля

ид-модели

ид-модели

описание-расхода-топлива

автомобиль

регистрационный-номер регистрационный-номер серийный-номер

дата-уничтожения

расход-топлива

ид-года

ид-года

тах-расход

RELATIONSHIP-TYPE

DIMENSION

COLLECTION

CARDINALITY

чаниям в конце раздела.

НАЛИЧИЕ

Е

Е
*

*

*

*

Е Е

*

*

*

(Е)

*

(Е)

Е *

Е *

(Е)

*

*

Е (Е) *

*

Е

передача-чг 4

автомобиль передача человек

гараж

автомобиль 0, п передача 1, п человек 0, п гараж 0, п

Г.5 Контрольный список для концептуальной схемы

Дальнейший анализ иллюстрирует, собраны ли в концептуальной схеме все необходимые высказывания о проблемной области. Знак Е подразумевает, что в модели данное утверждение описано, * отсылает к приме­

НЕОБХОДИМЫЕ ВЫСКАЗЫВАНИЯ

1. Проблемная область связана с регистрацией автомобилей и ограничена сферой интересов Органа Регистрации.

2. Каждый изготовитель автомобилей имеет уникальное имя.

3. Новые изготовители автомобилей могут начать производство при условии, что они имеют разрешение Органа Регистрации.

4. Орган Регистрации не может отменить разрешение.

5. Одновременно могут работать не более пяти автономных изготовителей.

6. Изготовитель может прекратить работу при условии, что он больше не владеет автомоби-

лями.

7. Каждый изготовитель автомобилей производит автомобили нескольких моделей.

8. Автомобиль относится к определенной модели.

9. Изготовитель автомобилей присваивает серийный номер каждому выпускаемому авто­мобилю.

10. Этот серийный номер является уникальным для всех автомобилей одного изготовителя.

11. Вновь произведенный автомобиль регистрируется Органом Регистрации, как только это окажется возможным.

12. В этот момент автомобиль регистрируется как принадлежащий изготовителю. Поэтому первым владельцем автомобиля будет его изготовитель.

13. Только Орган Регистрации может назначить регистрационный номер каждому регистри­руемому автомобилю.

14. Этот регистрационный номер уникален для всех автомобилей в течение всего времени.

15. Автомобиль имеет год выпуска.

16. Автомобиль может регистрироваться как произведенный в предыдущем году только в течение января.

17. Автомобили могут быть уничтожены, после чего записывается дата уничтожения.

18. История автомобиля должна храниться до конца второго календарного года с момента его уничтожения. После этого она удаляется.

19. Имя модели автомобиля уникально для моделей автомобилей в течение всего времени.

20. Любая определенная модель автомобиля производится только одним изготовителем.

21. Время от времени вводятся новые модели.

22. Все автомобили одной и той же модели потребляют одинаковое количество топлива.

23. Расход топлива должен быть известен Органу Регистрации.

24. Расход топлива может находиться в пределах 4—25 л на 100 км.

25. Расход топлива, усредненный по всем автомобилям, произведенным соответствующим изготовителем в определенный год, не должен превышать максимального значения, одина­кового для всех изготовителей.

26. Максимальный расход топлива может меняться от года к году.

27. В

    Е

    *

    Е

    *

    *

    Е

    Е

    Е

    *

    *

    Е

    *

    *

    Е

    (Е)

    Е

    конце января изготовителю, не выполнившему требование по расходу топлива в преды­дущем году, посылается уведомление.

28. Каждый гараж имеет уникальное имя.

29. Могут открываться новые гаражи.

30. Гаражи могут владеть автомобилями.

31. В любое время гараж может владеть автомобилями, произведенными не более чем тремя изготовителями (какими именно, не имеет значения, и они могут меняться со временем).

32. Существующий гараж может быть закрыт при условии, что в нем нет зарегистрирован­ных за ним автомобилей.

33. Определенное лицо может иметь один или более автомобилей, зарегистрированных как принадлежащие ему.

34. Два или более человека могут иметь в одновременном владении один или несколько автомобилей.

35. Люди имеют уникальные имена.

36. Люди известны Органу Регистрации только в том случае, если они имеют или имели один или более автомобилей, которые известны Органу Регистрации.

37. В любой момент времени автомобилем владеет его изготовитель или гараж, или некое лицо, или группа лиц, но не вместе две или более из этих категорий.

38. Передача права на владение регистрируется, включая дату передачи предыдущего вла­дельца (владельцев) и нового владельца (владельцев).

39. Передача права на владение может регистрироваться после уничтожения автомобиля.

40. Но передача права на владение может регистрироваться после уничтожения автомобиля при условии, что передача права на владение произошла до уничтожения автомобиля.

41. Каждый изготовитель распределяет новые автомобили нескольким независимым гара­жам, каждый из которых может получить автомобили от нескольких изготовителей.

42. Поэтому гараж всегда будет вторым владельцем автомобиля.

43. Изготовители не распределяют автомобили другим изготовителям или непосредственно

людям.

Е 44. Каждый гараж может продавать (т. е. производить передачу зарегистрированного права

владения) новые или бывшие в употреблении автомобили и может покупать (т. е. производить передачу зарегистрированного права владения) автомобили у людей.

Е 45. Гаражам не разрешается продавать автомобили другим гаражам.

Е 46. Гаражам не разрешается продавать автомобили изготовителям.

Е 47. Люди могут продавать автомобили друг другу или покупать их друг у друга.

Замечания по подходам сущность—атрибут—связь

• Помета в круглых скобках означает, что концептуальная схема обеспечивает описание утверждения в информационной базе, но это утверждение не может быть выражено в виде правила. Ограничения уникально­сти в пунктах 14 и 19 поддерживаются, но не на все время. Так, отсутствует правило, которое запрещало бы иметь двум разным автомобилям один и тот же регистрационный номер, но в различные моменты времени.

• Правила установления полномочий не включены (например, пункты 3, 4, 9, 11 и 13).

• Правила проверки достоверности, хотя они и являются статическими, не включены (например, пун­кты 5, 10, 24, 25, 31, 36 и 39).

• Взаимное исключение связей не включено (например, пункт 37).

• Не включены динамические правила или ограничения, поэтому пункты 6, 20 и 32 не применимы. Заметим, что в пункте 20 не имеется в виду статическое ограничение «любая определенная модель автомоби­ля производится одним изготовителем в один момент времени».

• Предписывающие правила взаимодействия не являются частью концептуальной схемы (например, пункты 16, 18, 21, 29, 40).

• .6 Отображение концептуальной схемы сущность-атрибут-связь в схему сетевой базы данных и схему реляционной базы данных

Процедуру преобразования концептуальной схемы сущность-атрибут-связь сначала в схему сетевой базы данных и затем в схему реляционной базы данных можно в общих чертах охарактеризовать следующим обра­зом:

1. поместить типы-атрибута одного типа-сущности в тип-записи;

2. взять типы-связи «один-ко-многим» и преобразовать их в типы-набора;

3. преобразовать типы-связи «многое-ко-многим», л-арные (л>2) типы-связи и типы-связи, имеющие типы-атрибуты, в типы-записи и преобразовать соединительные линии в типы-набора.

Чтобы получить реляционную схему базы данных, следует отобразить типы-записи в отношениях. При этом наборы следует представить «ключами-владельцев», которые ссылаются на «кортежи-владельцев» (на­пример, производится-кем в модель-автомобиля).

ПРИЛОЖЕНИЕ Д
(справочное)

Подходы на основе бинарных отношений

Д.1 Суть подходов

Общее во всех подходах к бинарной модели — это представление «элементов» информации посредством реализаций бинарных ассоциаций, т. е. предложений, в которых участвуют только два терма.

Общая особенность подходов бинарных отношений — это использование графической системы записей для иллюстрации частей концептуальной схемы и информационной базы.

Информационная база — это описание части проблемной области. Проблемная область в каждый мо­мент времени представляет собой множество реализаций бинарных ассоциаций и реализаций сущностей. Со­став и семантика проблемной области должны моделироваться способом, согласующимся с существующими высказываниями об этих реализациях.

Процесс моделирования проходит в две фазы: с одной стороны, имеется проблемная область, с другой стороны — информационная база и концептуальная схема.

Разработчик модели или аналитик выполняет три задачи: он дает имя или устанавливает соглашения об именовании для сущности, которую он наблюдает в проблемной области; он квалифицирует ее (что также является своего рода именованием) и готовит концептуальную схему, которая будет описывать эту квалифи­кацию, а также позволит заполнить ее именем или ссылкой на наблюдаемую сущность.

В подходах на основе бинарных отношений отправным моментом является то, что основной функцией концептуальной схемы является введение классификации и порядка в описание проблемной области, а не просто исчерпывающее описание на уровне реализаций. Моделирование проблемной области на уровне реали­заций может считаться достаточным для некоторых других подходов, так как оно может, в принципе, достичь любой требуемой степени полноты. Но этому методу моделирования не достает многих прагматических и практически полезных свойств, которые, например, являются следствием понятия типа.

Подходы на основе бинарных отношений, как они здесь представлены, полностью реализуют различие между лексическими и нелексическими объектами, как способ избежать смешения объектов и их имен, что часто имеет место при описании информации и при обменах информацией.

Эти подходы сами по себе не рассматривают язык, на котором описывается проблемная область, но подчеркивают его существование и необходимость в нем. Предполагается как постулат, что существует семан­тическая эквивалентность между:

-высказываниями о проблемной области;

- предложениями, описывающими их в концептуальной схеме и информационной базе (не обязательно в соответствии один к одному).

Реализуя цели концептуальной схемы, можно сделать к ним следующие замечания.

Подходы на основе бинарных отношений учитывают использование формального языка для полного описания концептуальной схемы, а также графического формализма или системы обозначений, охватываю­щей основные аспекты концептуальной схемы. Использование основных понятий, таких как сущность, имя- сущности, бинарное отношение и ограничение, дают возможность полного описания как статических, так и динамических правил и ограничений концептуальной схемы и информационной базы. Фундаментальное раз­личие между объектами и их именами намного облегчает понимание и обучение. Это замечание следует учиты­вать при обеспечении общей основы для понимания общего поведения проблемной области.