Тема 4.2. Метод сущность-связь

Метод сущность-связь называют методом «ER-диаграмм»: во-первых, ER - аббревиатура от слов Essence (сущность) и Relation (связь), во-вторых, метод основан на использовании диаграмм.

4.2.1. Основные понятия метода

Основные понятия метода:

· сущность,

· атрибут сущности,

· ключ сущности,

· связь между сущностями,

· степень связи,

· класс принадлежности экземпляров сущности,

· диаграммы ER-экземпляров,

· диаграммы ER-типа.

Сущность представляет собой объект, информация о котором хранится в БД. Экземпляры сущности отличаются друг от друга и однозначно идентифицируются.

Атрибут представляет собой свойство сущности.

Ключ сущности – атрибут или набор атрибутов, используемый для идентификации экземпляра сущности.

Связь двух или более сущностей – предполагает зависимость между атрибутами этих сущностей. Название связи обычно представляется глаголом.

Степень связи является характеристикой связи между сущностями, которая может быть типа 1: 1, 1: М, М : 1, М : М.

Класс принадлежности (КП) сущности может быть: обязательным и необязательным.

Класс принадлежности сущности является обязательным, если все экземпляры этой сущности обязательно участвуют в рассматриваемой связи, в противном случае класс принадлежности сущности является необязательным.

С целью повышения наглядности и удобства проектирования для представления сущностей, экземпляров сущностей и связей между ними используются графические средства:

· диаграммы ER-экземпляров;

· диаграммы ER-типа, или ER-диаграммы.

Пример 1. Связи типа 1 : 1 и необязательный класс принадлежности. Составить диаграмму ER-экземпляров для сущностей ПРЕПОДАВАТЕЛЬ и ДИСЦИПЛИНА со связью ВЕДЕТ.

Диаграмма сущности ER-экземпляров должна показывать какую конкретно дисциплину ведет каждый преподаватель. Диаграмма ER-типа соответствует диаграмме ER-экземпляров.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ	ВЕДЕТ	ДИСЦИПЛИНА
ИВАНОВ И.М.		СУБД
ПЕТРОВ М.И.		ПЛ/1
СИДОРОВ Н.Г.		Паскаль
ЕГОРОВ В.В.		Алгол
КОЗЛОВ А.С.		Фортран

Из рисунка видно, что каждый преподаватель ведет не более одной дисциплины, а каждая дисциплина ведется не более одним преподавателем; некоторые преподаватели не ведут ни одной дисциплины и имеются дисциплины, которые не ведет ни один преподаватель.

Пример 2. Связи типа 1 : 1 и обязательный класс принадлежности.

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ	ВЕДЕТ	ДИСЦИПЛИНА
ИВАНОВ И.М.		СУБД
ПЕТРОВ М.И.		ПЛ/1
СИДОРОВ Н.Г.		Паскаль
ЕГОРОВ В.В.		Алгол
КОЗЛОВ А.С.		Фортран

В этом случае каждый преподаватель ведет одну дисциплину и каждая дисциплина ведется одним преподавателем.

Замечания.

· на диаграммах ER-типа обязательное участие в связи экземпляров сущности отмечается блоком с точкой внутри, смежным с блоком этой сущности.

· при необязательном участии экземпляров сущности в связи дополнительный блок к блоку сущности не пристраивается, а тоска размещается на линии связи.

· символы на линии связи указывают на степень связи.

Задания:

1. Составить диаграммы ER-экземпляров и ER-типа для связи 1 : М. Каждый преподаватель может вести несколько дисциплин, но каждая дисциплина ведется одним преподавателем.

2. Составить диаграммы ER-экземпляров и ER-типа для связи М : 1. Каждый преподаватель может вести только одну дисциплину, но каждая дисциплина ведется несколькими преподавателями.

3. Составить диаграммы ER-экземпляров и ER-типа для связи М : М. Каждый преподаватель может вести несколько дисциплин, а каждая дисциплина может вестись несколькими преподавателями.

4.2.2. Этапы проектирования

Процесс проектирования БД является итерационным – допускающим возврат к предыдущим этапам для пересмотра ранее принятых решений и включает следующие этапы:

1. Выделение сущностей и связей между ними.

2. Построение диаграмм ER-типа с учетом всех сущностей и их связей.

3. Формирование набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения и использования диаграмм ER-типа.

4. Добавление неключевых атрибутов в отношения.

5. Приведение предварительных отношений к нормальной форме (усиленная третья нормальная форма).

6. Пересмотр ER-диаграмм в следующих случаях:

· некоторые отношения не приводятся к УТНФ;

· некоторым атрибутам не находится логически обоснованных мест в предварительных отношениях.

Правила формирования отношений

Правила формирования отношений основываются на учете следующего:

· степень связи между сущностями;

· класса принадлежности экземпляров сущностей.

Пример проектирования БД учебной части

Рассмотрим проектирование БД на примере формирования исходного отношения (нормальные формы).

Исходное отношение ПРЕПОДАВАТЕЛЬ.

Первый этап проектирования – выделение сущностей и связей между ними.

Выделим следующие сущности:

· ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (Ключ – ФИО),

· ЗАНЯТИЕ (Ключ – Группа, Предм),

· СТАЖ (Ключ – Стаж),

· ДОЛЖНСТЬ (Ключ –Долж).

Выдели связи между сущностями:

· ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ИМЕЕТ СТАЖ,

· ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ВЕДЕТ ЗАНЯТИЕ,

· ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ЗАНИМАЕТ ДОЛЖНОСТЬ.

Второй этап проектирования – построение диаграммы ER-типа с учетом всех сущностей и связей между ними.

Связь ИМЕЕТ является связью типа М : 1, т.к. одинаковый стаж могут иметь несколько преподавателей. Сущность ПРЕПОДАВАТЕЛЬ имеет обязательный класс принадлежности, поскольку каждый преподаватель имеет свой стаж. Сущность СТАЖ имеет необязательный класс принадлежности, т.к. возможны такие значения стажа, которые не имеет ни один из преподавателей.

Связь ВЕДЕТ имеет тип М : М, т.к. преподаватель может вести несколько занятий, а каждое занятие может проводиться несколькими преподавателями. Занятие может быть лекционным или практическим, проводимым преподавателем в учебной группе по одной из дисциплин. Обе сущности в данной связи имеют КП обязательный, в предположении, что нет преподавателей, которые не проводят занятий, и нет, занятий, которые не обеспечены преподавателем.

Связь ЗАНИМАЕТ имеет тип М : 1, т.к. каждый преподаватель занимает определенную должность одинаковые должности могут заниматься несколькими преподавателями. Сущность ПРЕПОДАВАТЕЛЬ имеет обязательный класс принадлежности, т.к. предполагаем, что каждый преподаватель занимает должность. Сущность ДОЛЖНСТЬ имеет необязательный КП, т.к. не исключаем отсутствие какой-либо из должностей, а значит и преподавателя, который ее занимает.

Третий этап проектирования – формирование набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения, используя диаграммы ER-типа.

Четвертый этап проектирования – добавление неключевых атрибутов, которые не были выбраны в качестве ключевых раньше, и назначение их одному их предварительных отношений с тем условием, чтобы отношения отвечали требованиям УТНФ.

После добавления неключевых атрибутов схемы отношений примут следующий вид:

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ (ФИО, Стаж, Должн, Каф),

СТАЖ (Стаж, Д_Стаж),

ЗАНЯТИЕ (Группа, Предм),

ВЕДЕТ (ФИО, Группа, Предм, ВидЗан),

ДОЛЖНОСТЬ (Должн, Оклад).

После определения отношений следует проверить их на соответствие требованиям УТНФ. Получится схема:

Вернутся в содержание.

Скачано с www.znanio.ru