Предметный подход к проектированию БД

Предметный подход к проектированию БД применяется в тех случаях, когда у разработчиков есть четкое представление о самой ПО и о том, какую именно информацию они хотели бы хранить в БД, а структура запросов не определена или определена не полностью. Тогда основное внимание уделяется исследованию ПО и наиболее адекватному ее отображению в БД с учетом самого широкого спектра информационных запросов к ней.

Проектирование с использованием метода "сущность-связь"

Этот метод является комбинацией двух предыдущих и обладает достоинствами обоих. Этап инфологического проектирования начинается с моделирования ПО. Проектировщик разбивает ее на ряд локальных областей, каждая из которых (в идеале) включает в себя информацию, достаточную для обеспечения запросов отдельной группы будущих пользователей или решения отдельной задачи (подзадачи). Каждое локальное представление моделируется отдельно, а затем выполняется их объединение.

Выбор локального представления зависит от масштабов ПО. Обычно ПО разбивается на локальные области таким образом, чтобы каждая из них соответствовала отдельному внешнему приложению.

Заметим, что выбор сущностей (т.е. объектов, о которых в системе будет накапливаться информация) в отдельных случаях может оказаться затруднительным, поскольку порция информации может быть представлена как сущность, атрибут или связь. Например, информацию об ЭКЗАМЕНЕ можно оформить как:

· отдельную сущность,

· как атрибут сущности СЕССИЯ,

· как связь между сущностями СТУДЕНТ, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ДИСЦИПЛИНА.

Поэтому рекомендуется проработать несколько вариантов, учитывая необходимость совместного использования данных разными пользователями и возможности дальнейшего развития схемы БД.

Для каждой сущности выбираются атрибуты, которые делятся на два типа: идентифицирующие и описательные. Идентифицирующие атрибуты входят в состав ключа (или ключей) и позволяют однозначно распознавать экземпляры сущности. Ключ должен включать в свой состав минимально необходимое для идентификации количество атрибутов. Остальные атрибуты называются описательными и заключают в себе интересующие свойства сущности.

Спецификацияатрибута состоит из его названия, указания типа данных и описания ограничений целостности - множества значений, которые может принимать данный атрибут.

Далее осуществляется спецификация связей: выявляются связи между сущностями внутри локального представления. Каждая связь именуется. Кроме спецификации связей типа "сущность-сущность", выполняется спецификация связей типа "сущность-атрибут" и "атрибут-атрибут" для отношений между атрибутами, которые относятся к одной и той же сущности или к одной и той же связи типа "сущность-сущность".

При объединении проектировщик может формировать конструкции, производные по отношению к тем, которые были использованы в локальных представлениях. Целью введения подобных абстракций является:

· объединение в единое целое фрагментарных представлений о различных свойствах одного и того же объекта;

· введение абстрактных понятий, удобных для решения задач системы, установление их связи с более конкретными понятиями, использованными в модели;

· образование классов и подклассов подобных объектов (например, класс "изделие" и подклассы типов изделий, производимых на данном предприятии).

При небольшом количестве локальных областей объединение выполняется за один шаг. В противном случае объединение обычно выполняется в несколько этапов.

При объединении представлений используют 3 основные концепции:

· идентичность. Два или более элементов модели идентичны, если они имеют одинаковое семантическое значение.

· агрегация. Позволяет рассматривать связь между элементами как новый элемент. Например, связь между сущностями СТУДЕНТ, ДИСЦИПЛИНА, ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, ОЦЕНКА может быть представлена агрегированным элементом: сущностью ЭКЗАМЕН с атрибутами ФАМИЛИЯ-СТУДЕНТА, НАЗВАНИЕ-ДИСЦИПЛИНЫ, ФАМИЛИЯ-ПРЕПОДАВАТЕЛЯ, КОД-ОЦЕНКИ.

· обобщение. Подчеркивает общую природу объектов, позволяет образовывать многоуровневую иерархию обобщений. Например, в объединяемых представлениях присутствуют следующие сущности:

ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ РОССИЙСКОГО ПРОИЭВОДСТВА

ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ РОССИЙСКОГО ПРОИЭВОДСТВА

КОМПЛЕКТУЮЩИЕ РОССИЙСКОГО ПРОИЭВОДСТВА

ИМПОРТНЫЕ КОМПЛЕКТУЮЩИЕ

Их можно объединить следующим образом (см. рис. 10). На этапе объединения необходимо выявить и устранить все противоречия. Например, одинаковые названия семантически различных объектов или связей или несогласованные ограничения целостности на одни и те же атрибуты в разных приложениях. Устранение противоречий вызывает необходимость возврата к этапу моделирования локальных представлений с целью внесения в них соответствующих изменений.

По завершении объединения результаты проектирования являют собой концептуальную инфологическую модель предметной области. Модели локальных представлений - это внешние инфологические модели.

Замечание. Большой объем информации, получаемый как непосредственно от экспертов, так и из документальных источников с помощью экспертов, страдает большой долей субъективности. Это может привести не только к противоречивости хранимых данных в БД, но и, что самое важное, к принятию неадекватных решений. Поэтому необходимо в общем случае с целью повышения объективности этого вида информации использовать методы экспертных оценок (простейшим из которых является, например, анкетирование).

Рис.10. Пример объединения сущностей