Скороходов В.А., Худякова І.М. Автоматизоване робоче місце менеджера

Подождите немного. Документ загружается.

Частина 5

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОЧИХ МІСЦЬ

311

Трирівнева архітектура (інфологічний, даталогічний і фізичний

рівні) дозволяє забезпечити незалежність даних, що зберігаються,

від програм які їх використовують. АБД може при необхідності

переписати дані, що зберігаються, на інші носії інформації і (або)

реорганізувати їх фізичну структуру, змінивши лише фізичну мо-

дель даних. АБД може підключити до системи будь-яку кількість

нових користувачів (нових додатків), доповнивши, якщо треба, дата-

логічну модель. Вказані зміни фізичної і даталогічної моделей не

будуть помічені існуючими користувачами системи (виявляться

«прозорими» для них), так само як не будуть помічені і нові корис-

тувачі. Отже, незалежність даних забезпечує можливість розвитку

системи баз даних без руйнування існуючих додатків.

Інфологічна модель відображає реальний світ в деякі зрозумілі

людині концепції, повністю незалежні від параметрів середовища

зберігання даних. Існує безліч підходів до побудови таких моделей:

графові моделі, семантичні мережі, модель «суть-зв’язок» і т. ін.

Найпопулярнішою з них виявилася модель «суть-зв’язок», яка буде

розглянута нижче.

Інфологічна модель повинна бути відображена в комп’ютерно-

орієнтовній даталогічній моделі, «зрозумілій» СУБД. В процесі роз-

витку теорії і практичного використання баз даних, а також засобів

обчислювальної техніки створювалися СУБД, що підтримують різні

даталогічні моделі.

Спочатку стали використовувати ієрархічні даталогічні моделі.

Простота організації, наявність наперед заданих зв’язків між суттю,

подібність з фізичними моделями даних дозволяли добиватися при-

йнятної продуктивності ієрархічних СУБД на повільних ЕОМ з

вельми обмеженими обсягами пам’яті. Але, якщо дані не мали дере-

вовидної структури, то виникало безліч труднощів при побудові

ієрархічної моделі і бажанні добитися потрібної продуктивності.

Мережеві моделі також створювалися для мало ресурсних

ЕОМ. Це достатньо складні структури, що складаються з «наборів» —

так званих дворівневих дерев. «Набори» з’єднуються за допомогою

Скороходов В. А., Худякова І. М.

АВТОМАТИЗОВАНЕ РОБОЧЕ МІСЦЕ МЕНЕДЖЕРА

312

«записів-зв’язок», утворюючи ланцюжки і т.ін. Один із розробників

операційної системи UNIX сказав «Мережева база — це найвірні-

ший спосіб втратити дані».

Труднощі у практичному використанні ієрархічних і та мереже-

вих СУБД примушували шукати інші способи подання даних. У кін-

ці 60-х років з’явилися СУБД на основі інвертованих файлів, що

відрізнялися простотою організації і наявністю вельми зручних мов

маніпулювання даними. Проте таким СУБД притаманний ряд обме-

жень на кількість файлів для зберігання даних, кількість зв’язків між

ними, довжину запису і кількість її полів. Сьогодні найбільш поши-

рені реляційні моделі, які будуть детально розглянуті в наступних

розділах.

Фізична організація даних в основному впливає на експлуата-

ційні характеристики БД. Розробники СУБД намагаються створити

найпродуктивніші фізичні моделі даних, пропонуючи користувачам

той або інший інструментарій для піднастройки моделі під конкрет-

ну БД. Різноманітність способів коректування фізичних моделей

сучасних промислових СУБД не дозволяє розглянути їх в цьому

посібнику.

5.1.3. Інфологічна модель даних

«Сутність"зв’язок». Основні поняття

Мета інфологічного моделювання — забезпечення найприро-

дніших для людини способів збору і подання тієї інформації, яку

передбачається зберігати в створюваній базі даних. Тому інфоло-

гічну модель даних намагаються будувати за аналогією з природ-

ною мовою (остання не може бути використана через складність

комп’ютерної обробки текстів і неоднозначності будь-якої при-

родної мови). Основними конструктивними елементами інфоло-

гічних моделей є сутність, зв’язки між ними та їх властивості

(атрибути).

Частина 5

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОЧИХ МІСЦЬ

313

Сутність — це будь-який особливий об’єкт (об’єкт, який ми

можемо відрізнити від іншого), інформацію про який необхідно

зберігати в базі даних.

Сутністю можуть бути люди, місця, літаки, рейси, смак, колір і

т.ін. Необхідно розрізняти такі поняття, як тип сутності та зразок

сутності. Поняття тип сутності відноситься до набору однорідних

осіб, предметів, подій або ідей, які є цілим. Зразок сутності відно-

ситься до конкретної речі в наборі. Наприклад, типом сутності може

бути МІСТО, а зразком — Москва, Київ і т.ін.

Атрибут — пойменована характеристика сутності. Його на-

йменування повинне бути унікальним для конкретного типу

сутності, але може бути однаковим для різного типу сутності

(наприклад, КОЛІР може бути визначений для багатьох сутнос-

тей: СОБАКА, АВТОМОБІЛЬ, ДИМ і т.ін.).

Атрибути використовуються для визначення того, яка інформа-

ція повинна бути зібрана про сутність. Прикладами атрибутів для

сутності АВТОМОБІЛЬ є ТИП, МАРКА, НОМЕРНИЙ ЗНАК, КО-

ЛІР і т. ін. Тут також існує відмінність між типом і зразком. Тип

атрибуту КОЛІР має багато зразків або значень: Червоний, Синій,

Банановий, Біла ніч і т.ін., проте кожному зразку сутності привлас-

нюється тільки одне значення атрибуту.

Абсолютна відмінність між типами сутності і атрибутами відсутня.

Атрибут є таким тільки у зв’язку з типом сутності. У іншому кон-

тексті атрибут може виступати як самостійна сутність. Наприклад,

для автомобільного заводу колір — це тільки атрибут продукту ви-

робництва, а для лакофарбної фабрики колір — тип суті.

Ключ — мінімальний набір атрибутів, за значенням яких мож-

на однозначно знайти необхідний зразок сутності. Мінімаль-

ність означає, що вилучення з набору будь-якого атрибуту не

дозволяє ідентифікувати сутність за тими, що залишаються.

Скороходов В. А., Худякова І. М.

АВТОМАТИЗОВАНЕ РОБОЧЕ МІСЦЕ МЕНЕДЖЕРА

314

Для сутності Розклад ключем є атрибут Номер рейсу або набір:

Пункт відправлення, Час вильоту і Пункт призначення (за умови, що

з пункту в пункт вилітає в певний момент часу один літак).

Зв’язок — асоціювання двох або більше сутностей.

Якби призначенням бази даних було тільки зберігання окремих,

не пов’язаних між собою даних, то її структура могла б бути дуже

простою. Проте одна з основних вимог до організації бази даних —

це забезпечення можливості пошуку однієї сутності за значенням ін-

ших, для чого необхідно встановити між ними певні зв’язки. А оскі-

льки в реальних базах даних нерідко містяться сотні або навіть тися-

чі сутностей, то теоретично між ними може бути встановлено біль-

ше мільйона зв’язків. Наявність такої безлічі зв’язків і визначає

складність інфологічних моделей.

Характеристика зв’язків і мова моделювання

При побудові інфологічних моделей можна використовувати

мову ER-діаграм (від англ. Entity-Relationship, тобто сутність-зв’я-

зок). У них сутність зображена позначеними прямокутниками, асо-

ціації — ромбами або шестикутниками, атрибути — поміченими

овалами, а зв’язки між ними — ненаправленими ребрами, над якими

може проставлятися ступінь зв’язку (1 або буква, що замінює слово

«багато») і необхідне пояснення.

Між двома сутностями, наприклад, А і В можливі чотири види

зв’язків.

Перший тип — зв’язок ОДИН-ДО-ОДНОГО (1:1): у кожен мо-

мент часу кожному представнику (зразку) сутності А відповідає

1 або 0 представників сутності В (рис.5.4.).

Студент може не «заробити» стипендію, одержати звичайну або

одну з підвищених стипендій.

Другий тип — зв’язок ОДИН-ДО-БАГАТЬОХ (1: Б): одному

представнику сутності А відповідають 0, 1 або кілька представників

сутності В (рис. 5.5.).

Частина 5

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОЧИХ МІСЦЬ

315

Рис. 5.4.

Зв’язок ОДИНДООДНОГО

Рис. 5.5.

Зв’язок ОДИНДОБАГАТЬОХ

Квартира може бути порожньою, в ній може мешкати одна або

кілька осіб.

Оскільки між двома сутностями можливі зв’язки в обох напря-

мах, то існує ще два типи зв’язку БАГАТО-ДО-ОДНОГО (Б:1) і БА-

ГАТО ДО-БАГАТЬОХ (М: N).

Приклад 1. Якщо зв’язок між сутностями ЧОЛОВІКИ і ЖІНКИ

називається ШЛЮБ, то існує чотири можливих подання такого зв’яз-

ку (рис. 5.6.).

Характер зв’язків між сутностями не обмежується перелічени-

ми. Існують і складніші зв’язки (рис.5.7.):

1. Пацієнт, маючи одного лікаря, який його лікує, також може ма-

ти кількох лікарів-консультантів; лікар може лікувати одних

пацієнтів, а також давати консультації кільком іншим (рис.5.8.).

2. Лікар може дати направлення кільком пацієнтам здавати кілька

аналізів, аналіз може бути призначений кількома лікарями кіль-

ком

пацієнтам і пацієнт може бути призначений на кілька аналі-

зів кількома лікарями);

3. Зв’язки вищих порядків, семантика (значення) яких іноді дуже

складна.

АВ

А В

Квар

тира

Меш

канець

Призна

чення

АВ

А В

Сту

дент

Від

стипендії

Призна

чення

Скороходов В. А., Худякова І. М.

АВТОМАТИЗОВАНЕ РОБОЧЕ МІСЦЕ МЕНЕДЖЕРА

316

Рис. 5.6.

Можливі типи зв’язку

Рис.5.7.

Безліч зв’язків між однією і тією ж сутністю

Рис. 5.8.

Тринарні зв’язки

Лікар

Аналіз

Призначений

аналіз

Пацієнт

Лікар

Пацієнт

Лікуючий лікар

Консультант

Чоловіки

Жінки

Шлюб

Традиційний шлюб

Чоловіки

Жінки

Шлюб

Чоловіки

Жінки

Шлюб

Чоловіки

Жінки

Шлюб

Багатоженство

Поліандрія

Груповий шлюб

Частина 5

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОЧИХ МІСЦЬ

317

У наведених прикладах для підвищення ілюстративності да-

них зв’язків не подані атрибути сутності та асоціацій у всіх ER-

діаграмах. Так, введення лише кількох основних атрибутів в опис

шлюбних зв’язків значно ускладнить ER-діаграму. У зв’язку з

цим мова ER-діаграм використовується для побудови невеликих

моделей та ілюстрації окремих фрагментів великих. Частіше ж за-

стосовується менш наочна, але змістовніша мова інфологічного

моделювання (МІМ), в якій суть і асоціації подаються у вигляді

пропозицій:

СУТЬ (атрибут 1, атрибут 2,..., атрибут n)

АСОЦІАЦІЯ [СУТЬ S1, СУТЬ S2,...]

(атрибут 1, атрибут 2,..., атрибут n)

де S — ступінь зв’язку, а атрибути, що належать до ключа,

повинні бути виділені підкресленням.

Так, розглянутий вище приклад з безліччю зв’язків між суттю,

може бути описаний на МІМ таким чином:

Лікар (Номер_лікаря, Прізвище, Ім’я, По батькові, Спеціальність)

Пацієнт (Реєстраційний_номер, Номер ліжка, Прізвище,

Ім’я, По батькові, Адреса, Дата народження, Стать)

Лікар, що лікує [Лікар 1, Пацієнт M]

(Номер_лікаря, Реєстраційний_номер)

Консультант [Лікар M, Пацієнт N]

(Номер_лікаря, Реєстраційний номер).

Для виявлення зв’язків між суттю необхідно принаймні визна-

чити саму сутність. Але це не просте завдання, оскільки в різних

предметних областях один і той же об’єкт може бути сутністю, ат-

рибутом або асоціацією. Проілюструємо таке твердження на прикла-

дах, пов’язаних з описом шлюбних зв’язків.

Скороходов В. А., Худякова І. М.

АВТОМАТИЗОВАНЕ РОБОЧЕ МІСЦЕ МЕНЕДЖЕРА

318

Рис. 5.9.

Приклади ERдіаграм

г)

Табел



ний номе

Прізвище

Ім’я

Табел



ний номе

бел



ний номе

Співробітник

Шлюб

…

б)

Код

чоловіка

Прізвище

Ім’я

Код

жінки

№ по

свідчення

Шлюб

…

Прізвище

…

а)

Прізвище

Ім’я

Код

жінки

№ по

свідчення

Шлюб

…

Прізвище

Жінки

№ по

сві

чення

Код

жінки

Код

чоловіка

Ім’я

…

Чоловіки

Код

чоловіка

в)

Код

жінки

№ по

свідчення

Шлюб

…

Прізвище

…

Код

чоловіка

Ім’я

Чоловіки

Прізвище

Частина 5

РОЗРОБКА АВТОМАТИЗОВАНИХ РОБОЧИХ МІСЦЬ

319

Приклад 2. Відділ записів актів громадянського стану (ЗАГС)

займається реєстрацією шлюбу, народження або смерті. Тому в краї-

нах, де допускаються лише традиційні шлюби, відділи ЗАГС можуть

містити відомості про реєстрацію шлюбу в єдиній сутності:

ШЛЮБ (Номер_свідоцтва, Прізвище чоловіка, Ім’я чоловіка, По батькові чоловіка,

Дата народження чоловіка, Прізвище дружини, Дата реєстрації, Місце

реєстрації,...),

ER-діаграма якої наведена на рис. 5.9 (б)

Приклад 3. Тепер розглянемо ситуацію, коли відділ ЗАГС знахо-

диться в країні, яка дозволяє багатоженство. Якщо для реєстрації шлю-

бів використовувати суть «Шлюб» прикладу 2., то дублюватимуться

відомості про чоловіків, що мають кількох дружин (див. табл. 5.1).

Таблиця 5.1

Номер

свідоцтва

Прізвище

чоловіка

...

Прізвище

дружини

...

Дата

реєстрації

1ЮБ

154745

Пєтухов ... Курочкіна ... 06/03/1991

1ЮБ

163489

Пєтухов ... Пеструшкіна ... 11/08/1991

1ЮБ

169887

Пєтухов ... Рябова ... 12/12/1992

1ЮБ

169878

Селезнєв ... Уточкіна ... 12/12/1992

1ЮБ

154746

Парасюк ... Свинюшкіна ... 06/03/1991

1ЮБ

169879

Парасюк ... Хавронія ... 12/12/1992

... ... ... ... ... ...

Скороходов В. А., Худякова І. М.

АВТОМАТИЗОВАНЕ РОБОЧЕ МІСЦЕ МЕНЕДЖЕРА

320

Дублювання можна виключити створенням додаткової сутності

«Чоловіки».

Чоловіки (Код_М, Прізвище, Ім’я, По батькові, Дата народження, Місце на-

родження)

і заміною сутності «Шлюб» характеристикою (див. п.3) з посилан-

ням на відповідний опис за суттю «Чоловіки».

ШЛЮБ (Номер свідоцтва, Код_Ч, Прізвище дружини,..., Дата реєстрації,...){Чоловіки}.

ER-діаграма зв’язку цієї сутності показана на рис. 5.4. в, а при-

клад їх екземплярів в табл. 5.2 і 5.3.

Таблиця 5.2

Код Ч Прізвище Ім’я

По

батькові

Рік/нар.

Місце

народж.

111 Пєтухов Альфред Остапович 1971 м. Цапелька

112 Селезнєв Вавила Абрамович 1973 м. Гусєв

113 Парасюк Горацій Федулович 1972 м. Свиньїн

Приклад 4. Нарешті, розглянемо випадок, коли який-небудь

організації знадобились дані про наявність в ній сімейних пар, а для

зберігання відомостей про співробітників вже є суть

Співробітники (Табельний_номер, Прізвище, Ім’я,...).

Використання, розглянутої в прикладі 2, сутності Шлюб» недо-

цільне: у сутності» Співробітники» вже є прізвища, імена, по бать-

кові подружжя. Тому створимо асоціацію

ШЛЮБ [Співробітник 1, Співробітник 1]

(Табельний номер чоловіка, Табельний номер дружини,...),

з’єднуючи між собою певні зразки сутності «Співробітники» (рис. 5.9., г).