Концептуальное проектирование
Концептуальное проектирование оперирует информацией, независимой от любой фактической реализации (т.е. от любой конкретной системы технического или программного обеспечения). Цель концептуального проектирования именно в том состоит, чтобы представить информацию в доступной пользователю форме, не зависящей от спецификации системы, но реализуемой несколькими системами.
Этап концептуального проектирования связан с описанием и синтезом разнообразных информационных требований пользователей в первоначальный проект БД. Результатом этого этапа является высокоуровневое представление информационных требований, например, такое как диаграмма "сущность – связь". Основу этой диаграммы составляет набор сущностей, который представляет или модернизирует определенную совокупность сведений, специфицированную в требованиях. Сущности могут быть описаны атрибутами, позволяющими детализировать свойства сущности. Один или несколько атрибутов могут служить идентификатором для обозначения отдельных экземпляров сущности. Связи между сущностями отображают функциональные аспекты информации, представленной сущностями.
В большинстве случаев пользователи описывают свои информационные требования в терминах сущностей, атрибутов и связей (диаграмма типа "сущность – связь" или ER-диаграммы) или в терминах записей, элементов и наборов, используя языки описания данных СУБД.
Таким образом, концептуальное проектирование можно рассматривать с двух точек зрения – обычного представления и моделирования сущностей, указанных на рисунке.
Первый подход включает формулирование, определение и интеграцию объектов высокого уровня, используемых для построения модели. Основное внимание при этом уделяется интеграции понятий (концепции), представляющих объекты. Основными вопросами, решаемыми при этом подходе, являются следующие. Что понимать под объектами? Каковы контекстное содержание этих объектов, описательные и идентификационные свойства каждого объекта.
Второй подход к концептуальному проектированию моделирование сущностей – заключается в моделировании и интеграции представлений пользователей в терминах диаграмм сущностей. Техника построения диаграмм сущностей, являясь в основном неформализованной, имеет конечным результатом спецификацию сущностей, атрибутов и связей. Этот подход является наиболее широко известным и практикуемым из всех подходов. Он берет свое начало со времени первых попыток использования систем управления БД в середине 60-х годов. В связи с этим следует рассмотреть данный подход более подробно.
Для представления информации в модели "сущность – связь" конструктивными элементами модели служат сущности, атрибуты и связи. Основным конструктивным элементом является сущность. Пользователь описывает интересующие его объекты предметной области с помощью сущностей, затем определяет свойства сущностей, используя атрибуты, и, наконец, описывает соответствия между сущностями, используя связи.
Сущность представляет собой основное содержание того явления или процесса, о котором необходимо собрать информацию, она является узловой точкой сбора информации. В качестве сущности может выступать личность, место или вещь, информацию о которых нужно хранить. Необходимо различать такие понятия, как тип сущности и экземпляр сущности. Понятие тип сущности относится к набору однородных предметов или вещей, выступающему как целое. Экземпляр сущности относится к конкретной вещи в наборе. Например, типом сущности может быть СЛУЖАЩИЙ, а экземпляром сущности – Петров В.М., Сидоров А.Г., Терентьев М.С. и т.д.
Средством, с помощью которого определяются свойства сущностей, являются атрибуты. Атрибут – это поименованная характеристика сущности. Его наименование должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различных типов сущностей (например, ЦВЕТ может быть определен для многих сущностей). Хотя сущности существуют сами по себе, атрибуты используются для определения того, какая информация должна быть собрана о сущности. Примерами атрибутов для сущности СЛУЖАЩИЙ являются ИМЯ. АДРЕС. ОТДЕЛ и т.д. Здесь также существует основное различие между типом и экземпляром. Тип атрибута ОТДЕЛ имеет множество экземпляров или значений: ОПТ, ОГМ и т.д. Однако каждому экземпляру сущности присваивается только одно значение атрибута.
Атрибут имеет следующие характеристики:
- Наименование – уникальное имя атрибута.
- Описание – повествовательное изложение смысла атрибута.
- Роль – конкретное использование атрибута. Атрибут может быть использован в любой роли, описанной ниже.
Наиболее часто встречающейся ролью атрибута является описание свойства сущности. Другой важной ролью является идентификация сущности, когда атрибут может использоваться для однозначного распознавания экземпляров сущности. Например, атрибут ТАБЕЛЬНЫЙ-НОМЕР, имеющий уникальный набор значений, позволяет отличать друг от друга экземпляры сущности СЛУЖАЩИЙ, даже если несколько служащих имеют одну и ту же фамилию. Среди других ролей атрибута необходимо отметить:
1. представление связей между сущностями:
2. использование в процессе получения других выводимых величин:
3. обеспечение информацией, которая используется в особых случаях, например диапазон значений домена, количество экземпляров, единица измерения.
Сущности соотносятся в предметной области между собой, а механизм связей используется для отображения этого соответствия в модели. Более подробно связи были рассмотрены ранее в разд. 1.5.