Моделирование данных. Модель ERD .

Моделирование данных проводится для того, чтобы разработчики информационной системы получили в свое распоряжение модель (или модели), описывающую систему баз данных. Для моделирования данных чаще всего используется диаграмма «сущность-связь» (ERD), при помощи которой выделяются важные сущности, их свойства и отношения друг с другом.

Впервые диаграммы «сущность-связь» были применены в 1976 г. В качестве основной работы принято рассматривать исследование Питера Чена «Модель сущность-связь — направление к унифицированному представлению данных» (The Entity Relationship Model — Toward a Unified View of Data). Именно после этой публикации нотация ERD приобрела всеобщую популярность и прочно вошла как в научное, так и в практическое применение. В дальнейшем получила она активное развитие в исследовательских работах Баркера.

С помощью ERD определяются важные для конкретного случая объекты или сущности, их отношения, свойства и атрибуты. Важно отметить, что диаграммы «сущность-связь», несмотря на кажущуюся универсальность, эффективнее всего применяются для создания реляционных баз данных. Если планируется использовать иную модель баз данных, то разумнее воспользоваться иным инструментом.

Диаграммы «сущность-связь» основаны на использовании четырех элементов, каждый из которых будет подробнее рассмотрен ниже.

· 1. Сущность (таблица), под которой понимается набор или класс однотипных физических или абстрактных экземпляров, которые важны для рассматриваемой предметной области. Чтобы понять, что конкретно является сущностью, достаточно ответить на вопрос: информация о чем должна храниться? Сущностями могут быть сотрудники, клиенты, оборудование, детали, запасы и т.п.

· 2. Экземпляр сущности (запись или строка) — уникально идентифицированный объект.

· 3. Связь — ассоциация между двумя сущностями. Существуют различные типы связей, например: иерархические, родо-видовые и т.п.

· 4. Атрибут (столбец или поле) — свойство, которым может быть охарактеризована сущность или связь.

Эти элементы следует рассмотреть подробнее. Несмотря на кажущуюся простоту, диаграммы ERD в классической нотации П. Чена предполагают серьезную вариативность при визуализации элементов и проектируемых моделей в целом.

Прежде всего, необходимо рассмотреть сущности. Диаграммы «сущность- связь» могут использовать три вида сущностей: независимые, зависимые и родительские сущности в иерархической связи (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Сущности в нотации ERD:

а — независимая; б — зависимая; в — родительская в иерархической связи

Независимая сущность используется для отображения независимых данных. Таковыми считаются данные, которые всегда присутствуют в системе. Независимая сущность может иметь отношения с другими сущностями в системе, однако это не является обязательным требованием. В свою очередь, зависимая сущность иллюстрирует данные, которые зависят от иных сущностей системы. Соответственно, зависимая сущность обязательно должна иметь отношения с иными сущностями.

Вслед за сущностями необходимо рассмотреть атрибуты нотации ERD (табл. 4.4). В зависимости от сложности модели может быть использовано до пяти типов различных атрибутов. Выделяются обычные атрибуты, первичные ключи, внешние ключи (используются в реляционной модели данных), многозначные атрибуты, получаемые и наследуемые атрибуты (для иерархических связей).

Таблица 4.4