Характеристика связей и язык моделирования

При построении инфологических моделей можно использовать язык ER-диаграмм (от англ. Entity-Relationship, т. е. сущность-связь). В них сущности изображаются помеченными прямоугольниками, ассоциации — помеченными ромбами или шестиугольниками, атрибуты — помеченными овалами, а связи между ними — ненаправленными ребрами, над которыми может проставляться степень связи (1 или буква, заменяющая слово «много») и необходимое пояснение.

Между двумя сущностям, например, А и В возможны четыре вида связей.

Первый тип — связь ОДИН-К-ОДНОМУ (1:1): в каждый момент времени каждому представителю (экземпляру) сущности, А соответствует 1 или 0 представителей сущности В:

Студент может не «заработать» стипендию, получить обычную или одну из повышенных стипендий.

Второй тип — связь ОДИН-КО-МНОГИМ (1:М): одному представителю сущности, А соответствуют 0, 1 или несколько представителей сущности В.

Квартира может пустовать, в ней может жить один или несколько жильцов.

Так как между двумя сущностями возможны связи в обоих направлениях, то существует еще два типа связи МНОГИЕ-К-ОДНОМУ (М:1) и МНОГИЕ-КО-МНОГИМ (М:N).

Пример 2.1. Если связь между сущностями МУЖЧИНЫ и ЖЕНЩИНЫ называется БРАК, то существует четыре возможныхпредставления такой связи:

Характер связей между сущностями не ограничивается перечисленными. Существуют и более сложные связи:

· множество связей между одними и теми же сущностями.

• (пациент, имея одного лечащего врача, может иметь также несколько врачей-консультантов; врач может быть лечащим врачом нескольких пациентов и может одновременно консультировать несколько других пациентов);
• · тренарные связи

• (врач может назначить несколько пациентов на несколько анализов, анализ может быть назначен несколькими врачами нескольким пациентам и пациент может быть назначен на несколько анализов несколькими врачами);
• · связи более высоких порядков, семантика (смысл) которых иногда очень сложна.

В приведенных примерах для повышения иллюстративности рассматриваемых связей не показаны атрибуты сущностей и ассоциаций во всех ER-диаграммах. Так, ввод лишь нескольких основных атрибутов в описание брачных связей значительно усложнит ER-диаграмму (рис. 2.1,а). В связи с этим язык ER-диаграмм используется для построении небольших моделей и иллюстрации отдельных фрагментов больших. Чаще же применяется менее наглядный, но более содержательный язык инфологического моделирования (ЯИМ), в котором сущности и ассоциации представляются предложениями вида:

СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n).

АССОЦИАЦИЯ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2, …].

(атрибут 1, атрибут 2, …, атрибут n).

где S — степень связи, а атрибуты, входящие в ключ, должны быть отмечены с помощью подчеркивания.

Так, рассмотренный выше пример множества связей между сущностями, может быть описан на ЯИМ следующим образом:

Врач (Номер_врача, Фамилия, Имя, Отчество, Специальность) Пациент (Регистрационный_номер, Номер койки, Фамилия, Имя, Отчество, Адрес, Дата рождения, Пол) Лечащий_врач [Врач 1, Пациент M].

(Номер_врача, Регистрационный_номер) Консультант [Врач M, Пациент N].

(Номер_врача, Регистрационный_номер).

Для выявления связей между сущностями необходимо, как минимум, определить сами сущности. Но это не простая задача, так как в разных предметных областях один и тот же объект может быть сущностью, атрибутом или ассоциацией. Проиллюстрируем такое утверждение на примерах, связанных с описанием брачных связей (см. пример 2.1).

Пример 2.2. Отдел записей актов гражданского состояния (ЗАГС) имеет дело не со всеми людьми, а только с теми, кто обратился с просьбой о регистрации брака, рождения или смерти. Поэтому в странах, где допускаются лишь традиционные браки, отделы ЗАГС могут размещать сведения о регистрируемых браках в единственной сущности:

Брак (Номер_свидетельства, Фамилия_мужа, Имя_мужа,.

Отчество_мужа, Дата_рождения_мужа, Фамилия_жены,.

…, Дата_регистрации, Место_регистрации, …),.

ER-диаграмма которой приведена на рис. 2.1,б.

Пример 2.3. Теперь рассмотрим ситуацию, когда отдел ЗАГС расположен в стране, допускающей многоженство. Если для регистрации браков использовать сущность «Брак» примера 2.2, то будут дублироваться сведения о мужьях, имеющих несколько жен (см. табл. 2.1).

Таблица 2.1.

Дублирование можно исключить созданием дополнительной сущности «Мужья» .

Мужья (Код_М, Фамилия, Имя, Отчество, Дата рождения, Место рождения) и заменой сущности «Брак» характеристикой (см. п. 2.3) со ссылкой на соответствующее описание в сущности «Мужья» .

Брак (Номер свидетельства, Код_М, Фамилия жены, …,.

Дата регистрации, …){Мужья}.

ER-диаграмма связи этих сущностей показана на рис. 2.1,в, а пример их экземпляров в табл. 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2.

Таблица 2.3.

Пример 2.4. Наконец, рассмотрим случай, когда какой-либо организации потребовались данные о наличии в ней семейных пар, а для хранения сведений о сотрудниках уже имеется сущность Сотрудники (Табельный_номер, Фамилия, Имя, …).

Использование, рассмотренной в примере 2.2, сущности «Брак» нецелесообразно: в «Сотрудники» уже есть фамилии, имена, отчества супругов. Поэтому создадим ассоциацию Брак [Сотрудник 1, Сотрудник 1].

(Табельный_номер_мужа, Табельный_номер_жены, …), связывающую между собой определенные экземпляры сущности «Сотрудники» (рис. 2.1,г).

В заключение отметим, что ER-диаграмма рис. 2.1,а описывает структуру размещения данных о браках в отделах ЗАГС стран, допускающих групповые браки, а ER-диаграммы примера 2.1, описания любых видов браков в организациях, где есть сущности «мужчины» и «женщины», включающие холостых и незамужних.

Что же такое «связь»? В ER-диаграммах это линия, соединяющая геометрические фигуры, изображающие сущности, атрибуты, ассоциации и другие информационные объекты. В тексте же этот термин используется для указания на взаимозависимость сущностей. Если эта взаимозависимость имеет атрибуты, то она называется ассоциацией.