РАЗДЕЛ 2
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
2.1. Диаграммы "сущность-связь" (ER-диаграммы) как средство моделирования предметной области
Каждая ИС в той или иной степени моделирует соответствующую предметную область. В том числе она отображает те объекты и взаимосвязи между ними, которые заказчику, разработчику и пользователям системы представляются значимыми с точки зрения функционирования организации и управления ею. Говоря иными словами, разрабатываемая ИС должна соответствовать концептуальным требованиям. Эти требования, в конечном счете, отображаются в информационную модель предметной области в виде базы данных или системы баз данных. Под базой данных (БД) принято понимать организованную совокупность данных, отображающих состояние объектов и связей между объектами какого-либо предприятия. Под термином "предприятие" понимается достаточно автономная техническая, научная, правительственная, муниципальная, коммерческая или иная организация. "Предприятие" может состоять всего из одного человека с собственной небольшой базой данных, быть целой корпорацией или другой крупной организацией с распределенной базой данных. В нашем дальнейшем рассмотрении мы будем иметь в виду нечто среднее, например, промышленное или сельскохозяйственное предприятие, электростанцию, морской порт, авиалайнер, авиакомпанию, атомный реактор, правительственное ведомство и т.д. Наряду с термином "предприятие" используется равнозначное понятие "предметная область". Данные базы данных используются определенными прикладными программами -- приложениями, вместе с базой данных составляющими ядро ИС. Приложения принято разделять на операционные, т.е. рутинные, часто выполняющиеся приложения, предназначенные для поддержки (автоматизации) каждодневной работы предприятия (составление заявок на материалы, подготовка программ для станков с ЧПУ), и приложения принятия решений, определяемые функциями и назначением ИС.
Данными базы данных манипулируют с помощью специальной системной программы - системы управления базами данных (СУБД). В настоящее время наибольшее распространение получили СУБД реляционного типа, т.е. СУБД, управляющие данными, организованными в реляционную модель, в которой данные базы с точки зрения прикладного программиста и пользователя представлены таблицами.
Процесс проектирования информационной модели предприятия принято подразделять на три последовательных уровня:
1) концептуальный уровень - уровень концептуальной модели (концептуальной схемы);
2) логический уровень - уровень логической модели (логической схемы);
3) физический уровень.
Если стандарт представления логической схемы определяется типом используемой СУБД, как отмечено выше, в настоящее время это СУБД реляционного типа, то для концептуальной модели нет единых стандартов ее представления, тем более нет методики ее построения.
В настоящее время наиболее распространенным средством описания предметной области на концептуальном уровне являются ER-диаграммы. Это сокращение англоязычного словосочетания "Entity-Relationship", которое переводится как "сущность-связь". На ER-диаграммах отображают важные для описания предметной области объекты (сущности), их свойства (атрибуты), в том числе уникальные свойства или уникальные их сочетания, называемые ключами, а также отношения между сущностями (связи). ER-диаграмма (ER-модель) как средство наглядного описания предметной области, была впервые введена П.Ченом [46] и дальнейшее развитие получила в работах Баркера ?47?. Следует отметить, что ER-диаграммы в той или иной форме используются большинством CASE-средств, поддерживающих информационные модели.
Базовыми структурами в ER-модели являются типы сущностей и типы связей. Тип сущности в ER-модели носит название множества сущностей и представляет общую структуру сущности предметной области. Тип связи называется множеством связей и представляет общую структуру связей между множествами сущностей. Каждая сущность должна обладать уникальным идентификатором. Каждый экземпляр сущности должен однозначно идентифицироваться и отличаться от всех других экземпляров данного типа сущности. Сущность должна обладать следующими свойствами:
- каждая сущность должна иметь уникальное имя, и к одному и тому же имени должна всегда применяться одна и та же интерпретация. Одна и та же интерпретация не может применяться к различным именам, если только они не являются синонимами;
- сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые либо принадлежат сущности, либо наследуются через связь;
-- сущность обладает одним или несколькими атрибутами, которые однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности;
* каждая сущность может обладать любым количеством связей с другими сущностями модели.
Множество сущностей представляется на ER-диаграмме помеченным прямоугольником. Например, на рис. 2.1, ЗАКАЗЧИК, ОБЪЕКТ, МАТЕРИАЛЫ, ПОСТАВЩИК, БРИГАДА, СТРОИТЕЛЬ -- множество сущностей. Эти множества соответствуют классам сущностей.
Следующие элементы данных, отображаемые на ER-диаграмме - связи. Связь - это поименованная ассоциация между двумя сущностями, при которой каждый экземпляр одного множества сущностей, называемого родительской сущностью, ассоциирован с произвольным числом экземпляров другого множества сущностей, называемого сущностью-потомком, но каждый экземпляр сущности-потомка ассоциирован только с одним экземпляром сущности-родителя. Множество связей изображается на ER-диаграмме
помеченным ромбом. Связи дается имя, помещаемое внутри ромба и выражаемое обычно грамматическим оборотом глагола (рис. 2.1). Имя каждой связи между сущностями должно быть уникальным. Множество сущностей, которые участвуют во множестве связей, присоединяются к ромбу дугами. Рис. 2.2 иллюстрирует возможные виды связей между объектами и их графическое представление. Не установлены стандарты для графического представления; в данной работе используются о