Этапы создания АИС «Библиотека»

Проектирование программы

Функциональная модель системы Одной из наиболее популярных средств формализованного представления предметной области систем, ориентированных на обработку фактографической информации, является модель «сущность — связь».

Семантическую основу ER-модели составляют следующие предположения:

• 1) Та часть реального мира (совокупность взаимосвязанных объектов), сведения о которых должны быть помещены в базу данных, может быть представлена как совокупность сущностей;
• 2) Каждая сущность обладает характеристическими свойствами (атрибутами), отличающими ее от других сущностей и позволяющими ее идентифицировать;
• 3) Сущности можно классифицировать по типам сущностей: каждый экземпляр сущности (представляющий некоторый объект) может быть отнесен к классу — типу сущностей, каждый экземпляр которого обладает общими для них и отличающими их от сущностей других классов свойствами;
• 4) Систематизация представления, основанная на классах, в об­щем случае предполагает иерархическую зависимость типов: сущность типа, А является подтипом сущности В, если каждый экземпляр типа, А является экземпляром сущности типа В;
• 5) Взаимосвязи объектов могут быть представлены как связи — сущности, которые служат для фиксирования (представления) взаимозависимости двух или нескольких сущностей.

Любой объект предметной области обладает свойствами, часть из которых выделяется как характеристические — значимые с точки зрения прикладной задачи. При этом, например, в процессе анализа и систематизации предметной области обычно выделяются классы —совокупности объек­тов, обладающих одинаковым набором свойств, задаваемых в виде наборов атрибутов (значения атрибутов для объектов одного класса, естественно, могут различаться). Соответственно, на уровне представления предметной области (т. е. ее мифологической модели) объекту, рассматриваемому как понятие (объект в сознании человека), соответствует понятие сущность; объекту, как части материального мира (и существующему независимо от сознания человека), соответствует понятие экземпляр сущности; классу объектов соответствует понятие тип сущности.

В дальнейшем, поскольку в инфологической модели рассматриваются не отдельные экземпляры объектов, а классы, мы не будем различать соответствующие понятия этих двух уровней, т. е. будем предполагать тождественность понятий объект и сущность, свойство объекта и свойство сущности.

ER-модель, как описание предметной области, должна определить объекты и взаимосвязи между ними, т. е. установить связи следующих двух типов.

• 1. Связи между объектами и наборами характеристических свойств, и таким образом определить сами объекты.
• 2. Связи между объектами, задающие характер и функциональную природу их взаимозависимости.

ER-моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, как простого (привычного), наглядного и в то же время информативного и многоаспектного способа отображения компонентов проекта.

Сущность. Сущность, с помощью которой моделируется класс однотипных объектов, определяется как «предмет, который может быть четко идентифицирован». Так же как каждый объект уникально характеризуется набором значений свойств, сущность должна определяться таким набором атрибутов, который позволял бы различать отдельные экземпляры сущности. Каждый экземпляр сущности должен быть отличим от любого другого экземпляра той же сущности. Сущность имеет имя, уникальное в пределах модели. При этом имя сущности — это имя типа, а не некоторого конкретного экземпляра.

Сущности подразделяются на сильные и слабые. Сущность является слабой, если ее существование зависит от другой сущности — сильной по отношению к ней.

Свойства. Природа свойства, как характер связи свойства с сущностью (объектом), может быть различной. Рассмотрим основные виды свойств.

Свойство может быть множественным или единичным — т. е. атрибут, задающий свойство, может одновременно иметь несколько значений или, соответственно, только одно. Свойство может быть простым (не подлежащим дальнейшему делению с точки зрения прикладных задач) или составным — если его значение составляется из значений простых свойств. В некоторых случаях полезно различать базовые и производные свойства.

Если наличие некоторого свойства для всех экземпляров сущности не является обязательным, то такое свойство называется условным.

Значения свойств могут быть постоянными — статическими или динамическими, т. е. меняться со временем. Свойство может быть неопределенным, если оно является динамическим, но его текущее значение еще не задано.

Свойство может рассматриваться как ключевое, если его значение уникально и, возможно, в определенном контексте, однозначно идентифицирует сущность.

Связи. Кроме связей между объектом и его свойствами, инфологическая модель отражает связи между объектами разных классов. Связь определяется как «ассоциация, объединяющая несколько сущностей».

Эта ассоциация всегда может существовать между разными сущностями или между сущностью и ею же самой (рекурсивная связь).

Как и сущность, связь является типовым понятием, т. е. все экземпляры связываемых сущностей подчиняются правилам связыва­ния типов. Сущности, объединяемые связью, называются участниками. Степень связи определяется количеством участников связи.

Если каждый экземпляр сущности участвует, по крайней мере, в одном экземпляре связи, то такое участие этой сущности называет­ся полным (или обязательным); в противном случае — неполным (или необязательным).

Количественный характер участия экземпляров сущностей (один или многие) задается типом связи (или мощностью связи). Возможны следующие типы: «один к одному» (1:1), «один ко многим» (1:М), «многие к одному» (М:1), «многие ко многим» (М:М).

Следует отметить, что инструмент связей — это средство представления сложных объектов, каждый из которых может рассматриваться как множество некоторым образом взаимосвязанных простых объектов. Деление на простые и сложные объекты, также как и характер взаимосвязи, является условным и определяется особенностями анализа предметной области, т. е. в конце концов — характером использования данных о предметах в решаемых прикладных задачах.

Как отмечалось ранее, одна из основных целей семантического моделирования состоит в том, чтобы результаты анализа предметной области были отражены в достаточно простом, наглядном, но в то же время формализованном и достаточно информативном виде.

В этом смысле ER-диаграмма является очень удачным решением. В ней сочетаются функциональный и информационный подходы, что позволяет представлять как совокупность выполняемых функций, так и отношения между элементами системы, задаваемые структурами данных. При этом графическая форма позволяет отобразить в компактном виде (за счет наглядных условных обозначений) типологию и свойства сущностей и связей, а формализмы, положенные в основу ER-диаграмм, позволяют использовать на следующем шаге проектирования логической структуры базы данных строгий аппарат нормализации.

Сущности. Каждый тип сущности в ER-диаграммах представляется в виде прямоугольника, содержащего имя сущности.

Свойства. Свойства служат для уточнения, идентификации, характеристики или выражения состояния сущности или связи. Свойства отображаются в виде эллипсов, содержащих имя свойства. Эллипс соединяется с соответствующей сущностью или связью линией.

Контур эллипса рисуется двойной линией, если свойство многозначное.

Эллипс соединяется пунктирной линией, если свойство условное.

Связи. Связь — это графически изображаемая ассоциация, устанавливаемая между сущностями. Каждый тип связи на ER-диаграмме отображается в виде ромба с именем связи внутри.

Стороны ромба рисуют двойными линиями, если это связь сущности слабого типа с сущностью, от которой она зависит.

ER-диаграмма системы «Библиотека» представлена на Рисунке 1.

Рисунок 1 — ER-диаграмма «Библиотека».

Структура объектов.

Конфигурация «Библиотека» включает в себя 3 подсистемы: Справочники, Библиотека, Отчетность.

Главными объектами системы являются справочники, потому что именно в них хранится вся информация. В данной системе «Библиотека» находится 6 справочников: «Сотрудники», «Физические лица», «Должности», «СписокКниг», «Категории», «Читатели» (Таблица 1).

Таблица 1 — Объект «Справочники».

Документы предназначены для отображения движения книг. В данной базе два документа: «ВыдачаКниг» и «ВозвратКниг» (Таблица 2).

Таблица 2 — Объект «Документы».

Отчеты предназначены для отображения информации в виде таблиц, списка или диаграммы. В данной системе два отчета: «ОстаткиКниг» и «СписокКниг» (Таблица 3).

Таблица 3 — Объект «Отчеты».

Регистры накопления осуществляют учет движения документов. В данном случае ведется учет остатков книг (Таблица 4).

Таблица 4 — Объект «Регистры накопления».