Модель «сущность — связь»

Моделирование предметной области в модели «сущность — связь» (ER — entity — relationship) базируется на использовании графических диаграмм, включающих небольшое число разнородных компонентов. Основными понятиями ER-модели являются сущность, связь и атрибут.

Сущностью называется реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться в базе данных. В диаграммах ER-модели сущность представляется в виде прямоугольника, содержащего ее имя. Каждая сущность имеет свое уникальное имя. При этом имя сущности — это имя типа объекта, а не некоторого конкретного экземпляра этого типа. В базе данных имеется множество экземпляров данной сущности, каждый из которых уникален и может быть однозначно идентифицирован. Например, для сущности Товар ее экземплярами могут быть «Мясо», «Молоко» и т. п.

Для задания уникальности экземпляра используется ключ сущности — набор ее атрибутов, однозначно определяющих экземпляр сущности. Таким образом, понятие ключа сущности аналогично понятию ключа отношения.

Атрибут сущности — это некоторая характеристика сущности, которая описывает одно из ее свойств, что равнозначно понятию атрибута в отношении. Атрибут имеет имя и принимает значение из некоторого множества значений.

Множество значений, разрешенных для данного атрибута, называется его доменом. Домен также указывает на тип возможных данных (число, текст, дата и др.). Для идентификации отдельных экземпляров сущностей должны существовать атрибуты или совокупность атрибутов, которые позволили бы отличать один экземпляр сущности от всех остальных. Такие атрибуты называются идентификаторами.

Зависимость между сущностями определяет связь между ними. Связи подразделяются на три типа: один-к-одному (1: 1), один-ко-многим (или многие-к-одному) (1: М, М: 1), многиеко-многим (М: М). В общем случае между двумя сущностями может быть задано произвольное количество связей.

С точки зрения участия экземпляров сущностей в связях вводится понятие класс принадлежности сущности. Он может быть обязательным (О), если в связи должен участвовать каждый экземпляр сущности, и необязательным (Н), когда не все экземпляры сущности должны участвовать в связи. Связь может быть обязательной со стороны одной сущности и необязательной со стороны другой. На практике степень связи и класс ее принадлежности всегда определяются исходя из анализа предметной области.

Схема основных понятий приведена на рис. 3.30 [13].

Рис. 3.30. Основные понятия модели «сущность — связь».

ER-модель для построения концептуальной модели была предложена П. Ченом в 1976 г. Существует большое количество различных нотаций (способов изображения) для построения ER-модели. Для определения сущности используется, как правило, прямоугольный блок. Под блоком сущности указывается ее ключ, для чего часто используется подчеркивание ключевых атрибутов сущности. На линии связи расставляются символы, указывающие на ее степень. Основные обозначения для элементов ER-модели представлены на рис. 3.31.

Рис. 3.31. Обозначения для основных элементов ER-модели.

Пример ER-диаграммы для связи сущностей Преподаватель и Курс приведен на рис. 3.32.

Рис. 3.32. Обозначения для основных элементов ER-модели

Таким образом, ER-модель является графическим описанием предметной области в терминах «сущность-свойство-связь» и представляет собой один из наиболее важных элементов концептуальной модели БД. Использование ER-моделирования прежде всего является удобным средством документирования проектируемой БД, не привязанным к какой-либо конкретной СУБД.

Далее будут рассмотрены основные этапы концептуального и логического проектирования баз данных на примере из области электронной коммерции — базы данных интернетмагазина.

Проведем последовательное проектирование базы данных для компании, осуществляющей розничную торговлю книгами через Интернет.

Интернет-магазин предлагает широкому кругу потребителей книги по различным разделам: деловая литература, научная, художественная, учебная и др., которые, в свою очередь, делятся на подразделы. Покупатель, зайдя на сайт магазина, выбирает книги в корзину заказов, определяет вид доставки и вид оплаты, после чего заполняет форму заказа (рис. 3.33). Заказ автоматически регистрируется на сервере магазина, данные заказа должны поступить в базу данных информационной системы магазина.

Рис. 3.33. Форма заказа интернет-магазина

Постоянными пользователями базы данных будут операторы, обрабатывающие заказы и посылающие требования на нужные книги на склад, и сотрудники отдела доставки, распределяющие заказы между курьерами. Заметим, что рассмотрение важного и достаточно сложного вопроса организации системы логистики — управления снабжением и доставкой — выходит за рамки данного примера.

Однако подчеркнем особую важность использования базы данных специалистами в области маркетинга. Для руководителя и сотрудников отдела маркетинга база данных является основой для анализа товара, рынка и покупателя. Именно из базы данных маркетологи должны получать информацию об уровне реализации отдельных наименований, сводку доходности продуктов по различным разделам литературы, особенности и требования постоянных клиентов и др.

Пользователями баз данных являются и другие сотрудники компании, такие как руководитель компании, сотрудники бухгалтерии, менеджер по кадрам. Эта категория пользователей также должна получать информацию в определенной форме и степени структуризации в зависимости от цели: учета, анализа, планирования, управления кадрами. База данных заказов может быть основой для системы принятия решений и системы управления взаимоотношений с клиентами (CRM).

Развитие сети Интернет позволяет стать пользователями базы данных и самим покупателям, которые осуществляют поиск нужной книги по рубрике и заполняют данные своего заказа.

Точки зрения отдельных групп пользователей (различные пользовательские представления) должны быть учтены при проектировании, а их требования должны быть сведены в единую модель базы данных.