ER-моделирование. Особенности семантического моделирования | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Информатика

Опубликовано в Молодой учёный №19 (153) май 2017 г.

Дата публикации: 14.05.2017

Статья просмотрена: 82 раза

Библиографическое описание:

Иванов К. К. ER-моделирование. Особенности семантического моделирования // Молодой ученый. — 2017. — №19. — С. 24-26. — URL https://moluch.ru/archive/153/43310/ (дата обращения: 20.06.2018).



Статья посвящена семантическому моделированию, применяемому при разработке систем баз данных.

Ключевые слова: базы данных, семантическое моделирование, ER-моделирование, моделирование данных, объектное моделирование, моделирование сущностей, сущности, связи

Серьезные исследования в области семантического моделирования начались в конце семидесятых годов двадцатого века. Его суть заключается в том, чтобы предоставить как можно больше сведений об информации, хранящейся в базе данных, дать ей больше смысла. Поэтому семантическую модель также называют смысловой.

Семантическое моделирование также называют ER-моделированием, подход к которому основан на использовании модели «сущность-связь». С некоторым упущением семантическое моделирование можно также назвать моделированием данных (работа ведется исключительно со структурой данных), моделированием сущностей (не охватывает смысловой нагрузки значений) или объектным моделированием (почти то же самое, что и предыдущий вариант).

В рамках семантического моделирования используются четыре вида различных элементов:

1) Сущности — некоторые различимые объекты, например, факультеты, кафедры, группы и студенты. Сущности бывают обычными и слабыми. Слабой является сущность, которая не может существовать, если не существует некоторая другая сущность.

2) Свойства — некоторая информация, описывающая сущность, например, номер группы или фамилия студента. Свойства могут простыми или составными, однозначными или многозначными, базовыми или производными. Также обособлено выделяют ключевые и отсутствующие свойства.

3) Связи — сущности, которые служат для обеспечения взаимодействия между двумя или несколькими другими сущностями. Количество сущностей, включенных в связь, определяет степень связи. При этом возможны следующие виды связей: «один к одному», «один ко многим» или «многие к одному», «многие ко многим».

4) Подтипом одной сущности является другая сущность, каждый экземпляр которой является экземпляром первой сущности.

Для наглядного понимания того, как проводится ER-моделирование, далее будет рассмотрен пример моделирования системы высшего учебного заведения, осуществляющего подготовку студентов по различным специальностям. В рамках ВУЗа выделяются факультеты, которые в свою очередь подразделяются на кафедры, организующие подготовку студентов в рамках одной или нескольких специальностей. За кафедрами закреплены преподаватели, осуществляющее непосредственное обучение студентов. В течение всего периода обучения студенты конкретной специальности изучают ряд дисциплин из заранее установленного перечня в зависимости от году обучения. Для удобства проведения обучения студенты одной специальности объединяются в группы, дневное время разбивается на фиксированные интервалы, а расписание занятий повторяется с периодичностью в одну неделю. Учебные занятия и экзамены проводятся в аудиториях, образующих один вузовский аудиторный фонд. По результатам изучения предмета студентом проставляется оценка по четырехбалльной системе.

В первую очередь, после детального изучения задания необходимо определить четко идентифицированные сущности. В нашем примере к ним относятся следующие: факультет, кафедра, специальность, дисциплина, группа, студент, преподаватель, аудитория, год обучения, день недели и пара. При этом сущности факультет, дисциплина, аудитория, курс, день недели и пара являются обычными, а сущности кафедра, специальность, группа, студент и преподаватель — слабыми.

Далее необходимо для всех сущностей определить их свойства. Свойства сущностей рассматриваемого примера представлены в таблице 1.

Таблица 1

Сущности исвойства

Сущности

Свойства

Факультет

Код, наименование

Кафедра

Код, наименование

Специальность

Код, наименование

Дисциплина

Код, наименование

Группа

Код, номер группы

Студент

Код, ФИО, дата рождения, адрес

Преподаватель

Код, ФИО, зарплата, должность

Аудитория

Номер аудитории

Курс

Номер курса

День недели

Наименование

Пара

Номер пары, начало, конец

После определения свойств необходимо понять, как связаны между собой сущности. Причем необходимо принять во внимание то, что у связей, как и сущностей, могут быть свои собственные свойства. Связи сущностей и их выделенные свойства представлены в таблице 2.

Таблица 2

Связи

Связи

Сущности

Свойства

Состоит

Факультет — Кафедра

-

Включает

Кафедра — Специальность

-

Делится

Специальность — Группа

-

Содержит

Группа — Студент

-

Закреплен

Кафедра — Преподаватель

-

Преподает

Преподаватель — Дисциплина

-

Учиться на курсе

Группа — Курс

Начало, конец

Составить расписание

Дисциплина — Группа — Аудитория — День недели — Преподаватель — Пара

-

Изучил

Студент — Дисциплина

Оценка

Составить учебный план

Специальность — Дисциплина — Курс

-

Представленные связи относятся к следующим видам:

1) «Один ко многим»: Состоит (Факультет — Кафедра), Включает (Кафедра — Специальность), Делится (Специальность — Группа), Содержит (Группа — Студент), Закреплен (Кафедра — Преподаватель), Изучил (Студент — Дисциплина);

2) Многие-к-одному: Учиться на курсе (Группа — Курс);

3) Многие-ко-многим: Преподает (Дисциплина — Преподаватель).

Также необходимо упомянуть, что у свойств могут быть ограничения, связанные с тем, какие значения они могут принимать. Так, например, подобные ограничения есть у свойств с названием «код» в сущностях факультет, кафедра, специальность, дисциплина, группа, студент, преподаватель; свойства «дата рождения» в сущности студент, свойства «зарплата» в сущности преподаватель; свойства «номер курса» в сущности курс; свойства «наименование» в сущности день недели и свойства «номер пары» в сущности пара, а также у свойств «начало, конец» и «оценка» в связях «учиться на курсе» и «изучил».

В итоге получаем ER-диаграмму базы данных высшего учебного заведения, представленную на рисунке 1.

1.jpg

Рис. 1. ER-диаграмма базы данных вуза

Таким образом, семантическое моделирование позволяет спроектировать базу данных так, чтобы передать смысл информации, которая будет в ней храниться.

Литература:

  1. Дейт, К.Дж. Введение в системы баз данных, 8-е издание: Пер. с англ. / К.Дж. Дейт. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2008. — 1328 с.: ил. — Парал. тит. англ.
  2. Сухомлинов, А. И. Инфологическое моделирование. Учебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ. / А. И. Сухомлинов. — Владивосток: ДВФУ, 2011.
Основные термины (генерируются автоматически): семантическое моделирование, Студент, Специальность, свойство, Кафедра, Группа, Преподаватель, связь, Дисциплина, баз данных.


Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос