3 курс_ОМТБС_к дом. заданию (Лекции), страница 2

В этой схеме предусмотрено построение концептуальной модели путем объединения информационного описания ПО (ПО-информации) и информационных требований прикладных программ (ПП-информация).

ПО-Информация отображает объекты, процессы и предметы реального мира как составные части ПО, их существенные свойства, а также взаимосвязи этих элементов. Эта информация не связана ни с конкретными приложениями, ни с конкретными способами обработки, а описывает естественные концептуальные связи всех данных в базе данных.

Пример ПО-информации:

• Описание элемента ПО:

Наименование - СТУДЕНТ

Количество 25

• Описание атрибутов элементов ПО:

Наименование - НОМЕР ЗАЧ. КНИЖКИ

Длина - 6 десятичных знаков

Диапазон изменения - 000001-999999

• Описание связей элементов ПО:

Наименование - УЧИТСЯ В

Сбор априорний информации о ПО и ее анализ

Определение прикладных задач и их анализ

Определение

ПО-информации

Выявление

ПП-информации

Анализ

ПО-информации

Анализ

ПП-информации

Синтез концептуальной модели

Рис. 1 Общая схема концептуального моделирования.

Определяемые элементы - СТУДЕНТ, ГРУППА

Количество - 25

Отображение - 1:1

ПП-информация описывает данные и связи, используемые в приложениях. Она отображает требования конечных пользователей к обработке используемых текущих приложений и предполагаемые требования планируемых в будущем приложений.

Пример ПП-информации:

• Описание процесса:

Наименование - Экземпляр ведомости

Частота применения - 2 раза в год

Требуемые данные - СТУДЕНТ,

НОМЕР ЗАЧ. КНИЖКИ

ГРУППА

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

Объем данных - 25

• Оператор:

Наименование - найти

Критерий поиска - СТУДЕНТ

Кол-во поисковых

образов - все

Используемые

ассоциации - успеваемость

Внутреннее (физическое) представление выражает представление данных системными программистами и связано с организацией хранения данных на физических носителях информации.

Практически внутреннее представление интегрированная база данных.

Элементами внутреннего представления являются:

• Физические блоки;

• Хранимые записи;

• Указатели;

• Данные переполнения;

• Межблочные промежутки.

Внешнее представление 1

Концептуальное представление

Внутреннее представление

… ………

Внешнее представление 2

Согласно инфологическому подходу при проектировании БД различают:

1. Явления реального мира;

2. Информация об этих явлениях;

3. Представление этой информации посредством данных.

Соответственно выделяют сферы:

1. Объектная система;

2. Информационная сфера;

3. Датологическая сфера.

Объектная система.

Объектная система имеет следующие составляющие:

• Объект;

• Свойство;

• Связь;

• Время.

Объект – это то о чем должна накапливаться информация в АС.

Выбор объектов производится в соответствии с целевым назначением информационной системы.

Объекты могут быть составными и атомарными.

Для составного объекта должно быть определено его внутреннее строение, структура, порядок композиции составляющих.

Каждый объект в конкретный момент времени характеризуется определенным состоянием. Это состояние описывается с помощью ограниченного набора свойств и связей (отношений) с другими объектами.

Свойства могут быть:

• Локальными, независимыми от других объектов;

• Реляционными.

Связь между объектами характеризуется степенью n, в зависимости от входящих в нее объектов.

Время также рассматривается в качестве основной составляющей. В отдельные моменты времени или в течении некоторых временных интервалов объекты могут иметь определенное состояние. Использование временных характеристик позволяет строить динамические модели.

Основные составляющие объектной системы комбинируются в базисные структуры, которые называются элементарными ситуациями.

Элементарной ситуацией называется структура описываемая выражением

< o, y, t >,

где o – объект

y - свойство

t – время.

Элементарные ситуации, существующие в некоторый момент времени для конкретной области называется элементарными фактами.

Множество всех объектов, имеющих общее свойство у называется объектной группой. Они могут быть пересекающейся и непересекающейся.

Информационная сфера.

Информационная сфера определяется понятиями, с помощью которых можно формально описать и проанализировать информацию об объектах системы.

Основные понятия информационной сферы сведения.

Для каждого сведения всегда определена его предметная цель, т.е. указано к чему оно относится: объекту, объектной группе, атрибуту, связи, времени, ситуации.

Сведения представляют собой смысловые, концептуальные образы составляющих, которые используются человеком при восприятии и осмыслении реальных объектов.

Однозначные сведения обозначаются универсальным именем, неоднозначные, локальным именем.

Сведения представляются выражениями, основу которых составляют элементарные сведения.

Структура элементарного сообщения соответствует структуре элементарной ситуации

< x, y, z >

x – сведения об объекте

y – сведения о свойстве

z – сведения о времени.

Тройка < x, y, z > , называется полным элементарным сообщением. Множеству допустимых элементарных ситуаций соответствует множеству возможных полных элементарных сообщений.

Датологическая сфера.

В датологической сфере рассматриваются вопросы представления данных выделенных информационных структур.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАННЫХ

Выделяются следующие виды моделей:

1. Модель ПО

2. Модель данных

3. Модель БД.

Модель предметной области (МПО)

МПО может быть построена:

• На основе анализа и интеграции информационных потребностей пользователей;

• На основе анализа самой ПО и учете потребностей пользователей.

Модель может быть представлена в концептуальном и датологическом виде.

Концептуальная (инфологическая) модель ориентируется на пользователя, датологическая – на реализацию в вычислительной среде.

Модель данных.

Модель данных – совокупность правил порождения структур данных в БД, операций над ними, а также ограничений целостности, определяющей допустимые связи и значения данных, последовательности их изменения.

Выделяют три вида моделей:

• Иерархические

• Сетевые

• реляционные.

Модель базы данных.

Модель БД (МБД) является средством интеграции содержимого БД и реализации требуемых операций по обработке и управлению данными.

МБД описывается схемой БД, которая определяет ее структуру и ограничения целостности и управления доступом.

Разработанная администратором банка информации схема БД используется для сопровождения и доступа к данным БД.

4. МОДЕЛЬ ТИПА «СУЩНОСТЬ-СВЯЗЬ»

Модель типа «сущность-связь» – это неформальная модель предметной области, которая используется на этапе инфологического проектирования БД.

Основное назначение неформальной модели «сущность-связь» – семантическое описание ПО и представление информации для обоснования выбора видов моделей и структуры данных.

При построении модели используется три основных конструктивных элемента для представления составляющих ПО:

• Сущность

• Атрибут

• Связь

Информация о проекте объединяется с помощью графических диаграмм.

Сущность – это собирательное понятие, некоторая абстракция реально существующего объекта, процесса или явления, о котором необходимо хранить информацию в системе.

Тип сущности определяет набор однородных элементов.

Экземпляр сущности – конкретный объект в наборе.

Каждый тип сущности должен быть поименован.

Для идентификации конкретных экземпляров сущностей в некотором типе используются специальные атрибуты – идентификаторы.

Атрибут – это поименованная характеристика сущности, которая принимает значения некоторого множества значений.

В модели атрибут выступает в качестве средства, с помощью которого моделируются свойства сущностей.

Пример:

Сущность КНИГА

Атрибуты НАЗВАНИЕ, ФАМИЛИЯ_АВТОРА,

ГОД_ИЗДАНИЯ

Чтобы задать атрибут в модели необходимо:

• Присвоить ему наименование;

• Привести смысловое значение;

• Определить множество допустимых значений;

• Дать назначение.

Основное назначение атрибута – описание свойств сущности, а также идентификация экземпляров сущностей.

Атрибут или набор атрибутов, которые могут быть использованы для однозначной идентификации экземпляра сущности называются первичным ключом.

Связи - выступают в модели в качестве средства, с помощью которого представляют отношения между сущностями, имеющими место в ПО.

Тип связи рассматривается между типами сущностей.

Существуют следующие виды бинарных связей:

• бинарные

• терные

• n –арные.

Классификация бинарных связей.

• Отображение 1:1 (Связь один к одному)

С помощью отображения 1:1 определяют такой тип связи между типами сущностей А и В, когда каждому экземпляру сущности А соответствует один и только один экземпляр сущности В и наоборот.

Т.е. А однозначно идентифицирует В и, наоборот, В однозначно идентифицирует А.

Тип А Тип В

……..

………

Р АБОТНИК ЛИЧНОЕ_ДЕЛО

Имеет

• Отображение 1:М (Связь один ко многим)

С помощью отображения 1:М определяют такой тип связи между типами сущностей А и В, когда одному экземпляру сущности А соответствует несколько или ни одного экземпляра сущности В, а каждому экземпляру сущности В соответствует только один экземпляр А.

Связь можно охарактеризовать как «имеет в составе».

Тип А Тип В

………

………..

ГОРОД ОКРУГ

Имеет в составе

• Отображение М:1 (Связь многие к одному)

Связь обратная 1:М.

Характеризуется как «входит в состав»

Тип А Тип В

………

………

С ТУДЕНТ ГРУППА

Учится в

• Отображение М:М (Связь многие ко многим)

С помощью отображения М:М определяют такой тип связи между типами сущностей А и В, когда каждому экземпляру сущности А соответствует несколько или ни одного экземпляра сущности В и наоборот.