Лекция 4. Тема 2.1. Концептуальное и логическое проектирование баз данных. Инфологический этап

1. Базы данных

«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. А.Н. ТУПОЛЕВА-КАИ»
(КНИТУ-КАИ)
ИНСТИТУТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
Базы данных
Гаптуллазянова Гульшат Ильдусовна
Ст. преподаватель каф. АСОИУ
Казань 2022

2. Лекция 4. Тема 2.1. Концептуальное и логическое проектирование баз данных. Инфологический этап

3. Этапы жизненного цикла БД:

1.Проектирование БД
2.Проектирование приложений
3.Реализация БД
4.Разработка средств администрирования
5.Эксплуатация БД

4. Основные этапы проектирования БД:

1.системный анализ и описание ПО;
2.инфологическое проектирование (концептуальное);
3.выбор модели данных – СУБД;
4.даталогическое проектирование (логическое);
4.1. логическое проектирование;
4.2. физическое проектирование.

5.

Этап 1. Системный анализ предметной области
Системный анализ ПО должен содержать:
1.описание
предметной
области
(описание
среды
функционирования, объекта управления, управляющей
системы);
2.первоначальное описание информации об объектах ПО и
их свойствах, т.е. описание информации, которую нужно
хранить;
3.выявление ограничений и правил поддержки целостности
данных: тип данных, границы, структура, условия
проверки значений данных, обязательность, повторяемость,
значение по умолчанию и др.

6.

Этап 1. Системный анализ предметной области
Системный анализ ПО должен содержать (продолжение):
4. определение категорий пользователей и их
информационных потребностей;
5. определение списка задач, требующих автоматизации;
6. результаты анализа документооборота в ПО:
6.1. описание выходных документов, которые
необходимо получать;
6.2.описание входных документов, которые служат
основой для заполнения БД.

7.

Этап 2. Инфологическое проектирование
На инфологическом этапе строятся внешние и концептуальная
инфологические модели (ИЛМ).
Основное требование к ИЛМ – это адекватное отображение ПО и
соответствие информационным потребностям пользователей. ИЛМ
применяется для отображения семантики ПО – смысла взаимосвязи
объектов в ПО.
На инфологическом этапе определяются объекты ПО, их свойства и
связи. Описание ПО производится на естественном языке с
использованием формул, диаграмм связей, удобных и для разработчиков, и
для заказчиков.
В ИЛМ используются следующие конструкции:
на внешнем уровне “Объект – Свойство – Отношение”;
на концептуальном уровне “Сущность – Атрибут - Связь”.

8.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Объект – это то, о чем накапливается информация, объект обладает
набором свойств.
Сущность – это некоторая абстракция существующего объекта,
процесса или явления. Для каждой сущности задается уникальное имя.
В ПО различают экземпляры объектов – это конкретные объекты и
классы объектов. Типы сущностей и экземпляры сущности аналогичны
понятиям классы объектов и экземпляры объекта. Например, класс
объектов «Пенсионеры», экземпляр объекта – конкретный пенсионер
Иванов И.И.
Атрибут – это поименованная характеристика сущности. Назначение
атрибута – это описание свойств сущности.
Ключ – это минимальный набор атрибутов, по которым можно
идентифицировать экземпляр сущности. Каждая сущность должна
обладать хотя бы одним возможным ключом.

9.

Этап 2. Инфологическое проектирование

10.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Бинарные связи между сущностями типа А и В:
- связь типа 1:1, когда каждому экземпляру сущности А соответствует
один и только один экземпляр сущности В и наоборот, например, «Тип
самолета» - «Тип двигателя»;
- связь типа 1:М, когда одному экземпляру сущности А может
соответствовать несколько экземпляров сущности В, однако каждому
экземпляру сущности В соответствует только один экземпляр сущности
А например, «Класс» - «Ученик», «Группа» - «Студент»;
- связь типа М:N, когда каждому экземпляру сущности А может
соответствовать несколько экземпляров сущности В и наоборот,
например, «Студенты» - «Дисциплины», «Преподаватели» «Дисциплины».

11.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Стандартом при инфологическом моделировании стала семантическая
модель Чена «Сущность-связь», модель ER - типа (Entity – сущность,
Relationship – связь). Графическое изображение модели ER – типа
называют диаграммой ER – типа.
Первоначально формируются внешние (локальные) ER – модели в
локальной области каждого из пользователей, на их основе
проектируется концептуальная ER – модель для всей ПО.

12.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Объекты бывают простые и сложные.
Разновидности сложных объектов:
- составные;
- обобщенные;
- агрегированные.
Составной объект соответствует отображению отношения
“целое - часть”. Например, объекты «Узлы» и «Детали» связаны
отношением типа «М:N», а объекты «Классы» и «Ученики»
отношением типа «1:М».

13.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Обобщенный объект отражает наличие связи “род - вид”.
Объекты, составляющие обобщенный объект, называются его
категориями. Например, разновидностями объекта «Клиенты
банка» являются категории «Физическое лицо» и «Юридическое
лицо»; разновидностями объекта «Учащиеся в Вузе» категории «Школьники», «Студенты», «Аспиранты»:

14.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Агрегированные объекты соответствуют процессу, в который
вовлечены другие объекты, отражают связь между несколькими
объектами. Например, агрегированный объект “Поставка” объединяет
объекты “Поставщик”, “Клиент”, “Товар”, агрегированный объект
«Экзамен» объединяет объекты “Студент”, “Преподаватель”, “Предмет” и
т.п.

15.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Не всегда просто выделить сущности. Некоторые сущности могут
восприниматься или как атрибуты, или как связи:
Пример 1. Необходимо получать информацию о студентах и их
знаниях в иностранных языках:
- иностранный язык может быть многозначным свойством объекта
«Студент»;
- иностранный язык может быть самостоятельным объектом и связь
между объектами «Студент» и «Языки» типа «M : N».

16.

Этап 2. Инфологическое проектирование
Пример 2. Решается задача поставок товаров на склад.
Предполагается, что в одной поставке может участвовать только один
поставщик, поставляется только один вид товара.
Можно описать одну сущность «Поставка» и ее свойства, но
правильнее выделить две сущности «Поставщик» и «Товар», связь между
которыми типа «M : N».
Пример 3. Решается задача поставок товаров клиентам. Между каждой
из сущностей
«Поставщик», «Клиент» и «Товар» существует
многозначная связь, ее можно представить агрегированным объектом
«Поставка».

17. Спасибо за внимание!

17