Модель сущность-связь — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
(Связи)
м (rollbackEdits.php mass rollback)
 
(не показано 10 промежуточных версий 3 участников)
Строка 33: Строка 33:
 
|Дополнительный ключ $n$ (англ. ''key'')
 
|Дополнительный ключ $n$ (англ. ''key'')
 
|}
 
|}
 +
 +
'''Замечания:'''
 +
* Так как любой атрибут обладает либо свойством обязательности, либо свойством необязательности, будем считать атрибуты необязательными по умолчанию, не указывая это свойство явно.
 +
* Основной ключ можно выделить, подчеркнув атрибуты, входящие в него, сплошной линией.
  
 
== Связи ==
 
== Связи ==
Строка 49: Строка 53:
 
! style="background-color:#F0F8FF;" |Обозначение
 
! style="background-color:#F0F8FF;" |Обозначение
 
|-
 
|-
|style="padding: 10px" |Один
+
|style="padding: 3px" |Один
|[[Файл:Db one.png|100px]]
+
|[[Файл:Db mandatory.png|50px]]
 
|-
 
|-
|style="padding: 10px" | Много
+
|style="padding: 3px" | Много
|[[Файл:Db many.png|100px]]
+
|[[Файл:Db many.png|50px]]
 
|-
 
|-
 
|Обязательный
 
|Обязательный
|[[Файл:Db mandatory.png|100px]]
+
|[[Файл:Db mandatory.png|50px]]
 
|-
 
|-
|style="padding:20px"| Необязательный
+
|style="padding:3px"| Необязательный
|[[Файл:Db optional.png|100px]]
+
|[[Файл:Db optional.png|50px]]
 
|}
 
|}
  
Строка 70: Строка 74:
 
! style="background-color:#F0F8FF;" |По умолчанию
 
! style="background-color:#F0F8FF;" |По умолчанию
 
|-
 
|-
|[[Файл:Many to many.png|200px]]
+
|style="padding: 2px"|[[Файл:Many to many.png|120px]]
 
|Многие ко многим
 
|Многие ко многим
|style="padding: 10px"|Единственность, необязательность
+
|style="padding: 2px"|Единственность, необязательность
 
|-
 
|-
|[[Файл:One to many.png|200px]]
+
|style="padding: 2px"|[[Файл:One to many.png|120px]]
 
|Один ко многим
 
|Один ко многим
 
|Единственность, обязательность
 
|Единственность, обязательность
 
|-
 
|-
|[[Файл:One to one.png|200px]]
+
|style="padding: 2px"|[[Файл:One to one.png|120px]]
 
|Один к одному
 
|Один к одному
 
|Единственность, обязательность
 
|Единственность, обязательность
 
|-
 
|-
 
|}
 
|}
 +
 +
'''Замечание:''' В дальнейшем будем считать, что значениями по умолчанию будет «один» и «необязательный».
  
 
== Ассоциации ==
 
== Ассоциации ==
Строка 91: Строка 97:
 
[[Файл:Association contract.png|400px|thumb|right|Графическое обозначение ассоциации]]
 
[[Файл:Association contract.png|400px|thumb|right|Графическое обозначение ассоциации]]
 
'''Замечания:'''
 
'''Замечания:'''
* Ассоциация обозначается овалом
+
* Ассоциация обозначается прямоугольником с закругленными краями
 
* Может содержать не ключевые атрибуты
 
* Может содержать не ключевые атрибуты
 
* Имеет произвольное количество концов с произвольными ролями и типами
 
* Имеет произвольное количество концов с произвольными ролями и типами
  
 
[[Файл:Db erm contract.png|400px|thumb|left|Пример с ассоциацией]]
 
[[Файл:Db erm contract.png|400px|thumb|left|Пример с ассоциацией]]
Проанализируем пример. Контракт заключается со обязательным и единственным студентом на одну специальность, которая может быть не указана на момент заключения контракта. У контракта должен быть один или более поручителей. Контракт нагружен информацией о датах, когда котракт был подготовлен (обязательный атрибут) и подписан (опциональный атрибут).
+
Проанализируем пример. Контракт заключается с одним студентом, на одну специальность, которая может быть не указана на момент заключения контракта. У контракта должен быть один или более поручителей. Контракт нагружен информацией о датах, когда контракт был подготовлен (обязательный атрибут) и подписан (опциональный атрибут, поскольку контракт может быть подписан не сразу).
  
 
'''Как понять, что использовать: ассоциацию, связь или сущность?'''
 
'''Как понять, что использовать: ассоциацию, связь или сущность?'''
Строка 102: Строка 108:
 
* Если нужно идентифицировать, используем сущность, поскольку связь не идентифицируется из-за отсутствия ключевых элементов
 
* Если нужно идентифицировать, используем сущность, поскольку связь не идентифицируется из-за отсутствия ключевых элементов
 
* Иначе используется ассоциация
 
* Иначе используется ассоциация
 +
 +
===Многосторонние ассоциации===
 +
[[Файл:Association неопределнность нотации.png|thumb|right|350px|Пример неоднозначности интерпретации связей]]
 +
Многостороннюю ассоциацию можно интерпретировать по-разному. Так, например, на рисунке может быть обозначено следующее:
 +
* У каждого контракта есть один поручитель
 +
* Можно быть поручителем у ровно одного контракта
 +
 +
{| class="wikitable" style="background-color:#FFF; text-align:center"
 +
|'''Ограничение по Чену''' <br /> (англ. ''Chen-like'', ''Look-across'')
 +
|[[Файл:Chen-like.png|350px]]
 +
|style="padding: 10px;"|Зафиксировав остальные сущности, получаем<br/> ограничение на рассматриваемую. <br/> У каждого контракта есть поручитель.
 +
|-
 +
|'''Ограничение по Мерис''' <br /> (англ. ''Merise-like'', ''Look-here'')
 +
|[[Файл:Merise-like.png|350px]]
 +
|style="padding: 10px;"|Ограничение непосредственно на сущность. <br/> Можно быть поручителем у одного контракта.
 +
|}
 +
Также существуют '''обобщенные ограничения''' (англ. ''generic''), позволяющие зафиксировать произвольное подмножество.
 +
[[Файл:Все ограничения.png|600px]]
 +
 +
=== Выразительная мощность ограничений ===
 +
* Для ассоциаций с двумя концами:
 +
** Чен = Мерис = Обобщенные
 +
* Для ассоциаций с тремя концами:
 +
** Чен + Мерис = Обобщенные
 +
* Для ассоциации с четырьмя и более концами:
 +
** Чен + Мерис < Обобщенные
  
 
== Слабые сущности ==
 
== Слабые сущности ==
Строка 107: Строка 139:
 
|definition =
 
|definition =
 
'''Слабой сущностью''' называется сущность, у которой недостаточно атрибутов для идентификации.}}
 
'''Слабой сущностью''' называется сущность, у которой недостаточно атрибутов для идентификации.}}
Слабая сущность обозначается двойным прямоугольником.
+
Слабая сущность обозначается прямоугольником с двойной границей.
 
{{Определение
 
{{Определение
 
|definition =
 
|definition =
Строка 117: Строка 149:
  
 
== Альтернативные нотации ==
 
== Альтернативные нотации ==
 +
Выше рассматривалась нотация '''Crow's foot''', предложенная Гордоном Эверестом.
 +
===Нотация Питера Чена===
 +
Модель Сущность-связь была предложена Питером Ченом в 1976 году, им же была предложена следующая графическая нотация:
 +
 +
[[Файл:Нотация Питера Чена.png|600px]]
 +
 +
===UML-нотация===
 +
Для каждой таблицы явно подписывается, что она обозначает (ассоциацию, сущность и т.д.). Ограничения прописываются в виде $i..k$ (например, $1..n$), это позволяет наложить ограничение $2..n$, что было невозможно в Crow's foot.
 +
 +
[[Файл:UML-нотация.png|400px]]
 +
 +
===Object Definition Language===
 +
Позволяет задавать схему базы данных кодом.
 +
 +
Рассмотрим пример. У студента есть идентификатор <code>Id</code>, имя <code>Name</code>, а также ссылка на группу <code>group</code>. Явно указываем, что противоположностью этой ссылки является соответствующее поле класса <code>Group</code>: <code>inverse Group::students</code>.
 +
 +
У группы есть <code>Id</code> и смножество студентов <code>students</code>, учащихся в группе. Указываем, что у студентов ссылка хранится в поле <code>group</code>.
 +
 +
В данном примере выражена связь один ко многим: студент зачислен в одну группу, в каждой группе есть несколько студентов.
 +
 +
  '''class''' Student {
 +
    int Id;
 +
    string Name;
 +
    Group group inverse Group::students;
 +
  }
 +
 
 +
  '''class''' Group {
 +
    int id;
 +
    Set<Student> students inverse Student::group;
 +
  }

Текущая версия на 19:23, 4 сентября 2022

Сущности

Определение:
Сущностью (англ. entity) называют некоторый объект, обладающий именем и атрибутами.


Определение:
Атрибутом (англ. attribute) называют некоторую характеристику объекта, содержащую имя атрибута и домен и обладающую некоторыми свойствами.


Пример сущности $Student$

Домен не указывает конкретный физический тип, однако позволяет указать, какие атрибуты будут иметь одинаковый тип в физической модели. Так, например, атрибуты $FirstName$ и $LastName$ сущности $Student$ будут обладать одним физическим типом.

Типы доменов:

  • Простой — атомарное значение, например, $id$
  • Составной — состоящий из нескольких значений, например, passport { series: char(4), number: char(6) }

Свойства атрибутов:

Обозначение Свойство
M Обязательное (англ. mandatory)
O Необязательное (англ. optional)
PK Основной ключ (англ. primary key)
Kn Дополнительный ключ $n$ (англ. key)

Замечания:

  • Так как любой атрибут обладает либо свойством обязательности, либо свойством необязательности, будем считать атрибуты необязательными по умолчанию, не указывая это свойство явно.
  • Основной ключ можно выделить, подчеркнув атрибуты, входящие в него, сплошной линией.

Связи

Пример связи

Связь обозначается линией с двумя концами и обладает следующими характеристиками:

  • Имя
  • Связываемые сущности и их роли
  • Тип связи (задается типами концов)

На примере показано, что студен принадлежит одной группе, а в группе может быть несколько студентов (в том числе нуль).

Типы концов:

Тип Обозначение
Один Db mandatory.png
Много Db many.png
Обязательный Db mandatory.png
Необязательный Db optional.png

Можно выбрать значение по умолчанию, которое будет обозначаться сплошной линией без символов.

Примеры:

Связь Значение По умолчанию
Many to many.png Многие ко многим Единственность, необязательность
One to many.png Один ко многим Единственность, обязательность
One to one.png Один к одному Единственность, обязательность

Замечание: В дальнейшем будем считать, что значениями по умолчанию будет «один» и «необязательный».

Ассоциации

Определение:
Ассоциацией (англ. association) называется многосторонняя связь, нагруженная произвольными не ключевыми атрибутами.


Графическое обозначение ассоциации

Замечания:

  • Ассоциация обозначается прямоугольником с закругленными краями
  • Может содержать не ключевые атрибуты
  • Имеет произвольное количество концов с произвольными ролями и типами
Пример с ассоциацией

Проанализируем пример. Контракт заключается с одним студентом, на одну специальность, которая может быть не указана на момент заключения контракта. У контракта должен быть один или более поручителей. Контракт нагружен информацией о датах, когда контракт был подготовлен (обязательный атрибут) и подписан (опциональный атрибут, поскольку контракт может быть подписан не сразу).

Как понять, что использовать: ассоциацию, связь или сущность?

  • Если нужно два конца и нет нагруженности, используем связь
  • Если нужно идентифицировать, используем сущность, поскольку связь не идентифицируется из-за отсутствия ключевых элементов
  • Иначе используется ассоциация

Многосторонние ассоциации

Пример неоднозначности интерпретации связей

Многостороннюю ассоциацию можно интерпретировать по-разному. Так, например, на рисунке может быть обозначено следующее:

  • У каждого контракта есть один поручитель
  • Можно быть поручителем у ровно одного контракта
Ограничение по Чену
(англ. Chen-like, Look-across)
Chen-like.png Зафиксировав остальные сущности, получаем
ограничение на рассматриваемую.
У каждого контракта есть поручитель.
Ограничение по Мерис
(англ. Merise-like, Look-here)
Merise-like.png Ограничение непосредственно на сущность.
Можно быть поручителем у одного контракта.

Также существуют обобщенные ограничения (англ. generic), позволяющие зафиксировать произвольное подмножество. Все ограничения.png

Выразительная мощность ограничений

  • Для ассоциаций с двумя концами:
    • Чен = Мерис = Обобщенные
  • Для ассоциаций с тремя концами:
    • Чен + Мерис = Обобщенные
  • Для ассоциации с четырьмя и более концами:
    • Чен + Мерис < Обобщенные

Слабые сущности

Определение:
Слабой сущностью называется сущность, у которой недостаточно атрибутов для идентификации.

Слабая сущность обозначается прямоугольником с двойной границей.

Определение:
Идентифицирующей связью называется связь, позволяющая слабой сущности получить атрибуты, необходимые для ее идентификации.
Пример слабой сущности

Идентифицирующая связь обозначается двойной сплошной линией.

Например, название учебной группы уникально в рамках одного университета. Если же мы будем рассматривать несколько университетов, для идентификации группы будет недостаточно лишь ее названия. В таком случае можно считать группу слабой сущностью, для идентификации которой необходим университет.

Альтернативные нотации

Выше рассматривалась нотация Crow's foot, предложенная Гордоном Эверестом.

Нотация Питера Чена

Модель Сущность-связь была предложена Питером Ченом в 1976 году, им же была предложена следующая графическая нотация:

Нотация Питера Чена.png

UML-нотация

Для каждой таблицы явно подписывается, что она обозначает (ассоциацию, сущность и т.д.). Ограничения прописываются в виде $i..k$ (например, $1..n$), это позволяет наложить ограничение $2..n$, что было невозможно в Crow's foot.

UML-нотация.png

Object Definition Language

Позволяет задавать схему базы данных кодом.

Рассмотрим пример. У студента есть идентификатор Id, имя Name, а также ссылка на группу group. Явно указываем, что противоположностью этой ссылки является соответствующее поле класса Group: inverse Group::students.

У группы есть Id и смножество студентов students, учащихся в группе. Указываем, что у студентов ссылка хранится в поле group.

В данном примере выражена связь один ко многим: студент зачислен в одну группу, в каждой группе есть несколько студентов.

 class Student {
   int Id;
   string Name;
   Group group inverse Group::students;
 }
 
 class Group {
   int id;
   Set<Student> students inverse Student::group;
 }