Моделювання слабких сутностей

Тема 2.1.1. Побудова вдосконаленої ER - моделі

1. Моделювання обмежень і слабких сутностей

2. Побудова ER-моделі за методом К.М.Бахмана

3. Порівняння ER-моделей П.Чена і К.М.Бахмана

 

Моделювання обмежень і слабких сутностей

За допомогою елементів ER-моделі (сутність, атрибут і зв’язок) можливо моделювати предметну область. Але при цьому була вилучена інформація про обмеження, які є невід’ємною частиною опису об’єктів предметної області. Усю множину обмежень можливо класифікувати на угруповання:

Обмеження унікальності: певне значення у деякому контексті повинно бути унікальним. Основні постачальники цього виду обмеження є ключі. Ключ – атрибут або підмножина атрибутів, які здатні ідентифікувати кожну сутність деякої множини сутностей. Ніякі дві сутності у межах множини сутностей не можуть мати однакових комбінацій значень атрибутів, утворюючих ключ. Хоча є і інші джерела обмеження унікальності, наприклад, зв’язки "багато до одного".

2. Обмеження посилальної цілісності: деяке значення, на яке посилається другий об’єкт повинно існувати у базі даних.

3. Обмеження домену: значення атрибуту повинно обиратися із деякої кінцевої множини значень або належати визначеному діапазону змін.

4. Обмеження загального виду: довільна вимога, яка повинна бути зареєстрованою у базі даних. Таким обмеженням, наприклад, може бути таке, що кожній сутності кімната гуртожитку може бути поставлена у відповідність не більш чотирьох сутностей студент.

Обмеження є важливим елементом опису предметної області, тому що вони відображують особливі властивості моделюємих сутностей, дозволяють розпізнавати елементи множини однорідних сутностей, економлять дисковий простір, збільшують швидкість доступу до інформації. Розглянемо ці обмеження більш детально.

Обмеження унікальності декларує можливість існування не більш одного значення, що виступає у певній ролі. Обмеження унікальності поширюється, перш за все, на ключові атрибути множин сутностей. Ключі у ER-моделях мають такі властивості:

· Кожна множина сутностей повинна мати ключ.

· Ключ може складатися із одного або більшої кількості атрибутів множини сутностей. Слід зауважити, що поширена практика створення спеціальних атрибутів, які виконують роль первинних ключів (наприклад, використання табельних номерів робітників).

· Для кожної множини сутностей дозволяється наявність декількох ключів, але доцільно вибрати один з них у якості первинного ключа, щоб надалі використовувати його як единий ключ множини сутностей.

· Якщо множина сутностей описується ієрархією зв’язків isa слід забезпечити, щоб корінева множина сутностей володіла усіма атрибутами, необхідними для формування ключів для кожного із її компонентів

· атрибути, які виконують роль первинного ключа, на ER-діаграмі виділяються підкреслюванням. Атрибути, що утворюють альтернативні ключі, не підкреслюються.

 

Окрім ключових реквізитів, обмеження унікальності знаходить своє відображення у ER-діаграмі ще у двох випадках:

1. Атрибут для деяких сутностей може не мати значення, або точніше мати значення null. Подібне обмеження фіксується шляхом включення у графічне зображення атрибуту окрім його назви ще й додаткового текстового пояснення.

2. Зв’язок R “багато до одного”, що зв’язує багато сутностей множини E із не більше ніж однією сутністю множини F, містить обмеження унікальності, що помічається стрілкою, направленою від зображення зв’язку до сутності, що характеризується “до одного”.

Обмеження цілісності посилань декларує умови існувння зв’язку між множинами двох сутностей. Розглянемо це на прикладі множин сутностей “кінофільм” і “кіностудія”.

1. Якщо БД поповнюється новою сутністю множини “кінофільм”, повинна існувати відповідна сутність множини “кіностудія”.

2. Сутність множини “кіностудія” не може бути видалена із БД, якщо є сутності множини “кінофільм”, які на неї посилаються.

3. Якщо сутність множини “кіностудія” підлягає примусовому видаленню, попередньо повинні бути видалені усі сутності множини “кінофільм”, що посилаються на неї.

Обмеження цілісності посилань може бути відображено на ER-діаграмі шляхом застосування напівкруглих стрілок (рис.1). Напівкругла стрілка, що єднає зв’язок Owns із множиною сутностей Studios, вказує, що кожним кінофільмом повинна володіти одна кіностудія і відповідна сутність “кіностудія” має обов’язково бути у складі множини Studios. Аналогічно, напівкругла стрілка, що вказує на множину Studios з боку зв’язку Runs, позначає обмеження цілісності посилань, яке заключається в тому, що кожний президент очолює одну студію і відповідна сутність “кіностудія” повинна бути у множині Studios

 

 

Слід звернути увагу, що зв’язок Runs і множина сутностей Presidents з’єднані звичайною стрілкою: кожна студія може очолюватися не більш ніж одним президентом, але у якихось випадках президента може не бути.

 

Моделювання слабких сутностей

Ознакою слабкої сутності є формування її ключа на основі атрибутів, які повністю або частково належать другій множині сутностей. Існує два основних джерела, що породжують необхідність використання слабких множин сутностей. По-перше, це випадки ієрархічного характеру зв’язків між множинами сутностей (рис.2.). По-друге, це використання механізму єднаючих множин сутностей, який дозволяє перетворювати ER-діаграму, виключаючи з неї багатосторонні зв’язки (рис.3).