 |
Под целостностью базы данных понимается то, что в ней содержится полная, непротиворечивая и адекватно отражающая предметную область (правильная) информация.
|
|
|
|
Огромный объем данных, вводимых в базу данных (– причем разные данные могут вводиться разными пользователями), – обусловливает большое число ошибок ввода (занесения). Заметим, что при традиционной «бумажной» обработке информации также достаточно часто встречаются данные, записанные неверно. Но человек, работая с определенными данными, неявно использует для контроля имеющиеся у него представления об этих данных. Например, сотрудник отдела кадров, увидев в карточке работника год рождения 1693, сразу заметит эту ошибку и предположит, что просто переставлены две цифры и реальный год рождения 1963. То есть в представлениях сотрудника заключены некоторые логические ограничения на данные. Очевидно, что для контроля правильности вводимых данных при работе с базой данных целесообразно сформировать и использовать ограничения.
Соответствующие ограничения обычно разделяют на 3 группы: внешние, специально конструироваемые и внутренние. К предметной области относятся первые две группы, которые мы кратко охарактеризуем в этом подразделе. Внутренние ограничения относятся уже к модели данных и будут рассматриваться в разделе, посвященном модели данныхсоответствующем разделе.
Внешние ограничения.
Эти ограничения связаны с адекватностью отражения предметной области. Например, сотрудник организации не может быть моложе 17 и старше 90 лет. Соответствующее ограничение на год рождения (GR) можно записать следующим образом:
Текущий год – 17 > GR > Текущий год – 90.
Одним из способов задания таких ограничений является перечисление конечного множества допустимых значений какого-либо атрибута (так называемый «перечислимый» тип данных). Например, должность преподавателя в вузе может принимать одно из следующих значений: профессор, доцент, старший преподаватель, преподаватель, ассистент. Вводимое значение должности для конкретного экземпляра, не совпадающее с одним из перечисленных значений, является ошибкой.
|
|
|
Ограничения, описанные с помощью специальных конструкций.
Например, в базу данных вуза вводятся данные о числе студентов и преподавателей. По нормативным документам задано конкретное значение отношения числа студентов к числу преподавателей. Проверку этого отношения можно использовать для контроля достоверности данных. Такие конструкции строятся исходя из специфики данных рассматриваемой предметной области. Можно, например, построить много конструкций следующего вида: сумма значений по заданному атрибуту по всем экземплярам сущностей должна совпадать со значением определенного атрибута в экземпляре другой сущности.
Таким образом, на стадии ER-моделирования для повышения достоверности данных необходимо сформулировать соответствующие ограничения на данные. В идеальном случае каждое значение атрибута должно каким-то образом контролироваться. Использование этих ограничений позволяет существенно повысить достоверность данных в базе данных.
Краткие итоги. Рассмотрен процесс моделирования предметной области. Определены используемые при этом основные понятия (сущность, атрибут, идентификатор, связь, типы связей, ER-диаграмма).
Рассмотрены основные этапы моделирования сущностей и связей (моделирование локальных представлений, объединение локальных моделей с ипользованием понятий идентичность, агрегация., обобщение).
Дано понятие ограничений целостности, имеющих непосредственное отношение к предметной области (внешние ограничения; ограничения, описанные с помощью специальных конструкций).
|
|
|
Более подробно с материалом этой лекции можно познакомиться в [1-10].
Контрольные тесты
Задача 1. С помощью какого основного понятия описывается то, о чем будет накапливаться информация в информационной системе?
Вариант 1.
Как называется основное понятие, с помощью которого описывается то, о чем будет накапливаться информация в информационной системе?
ð атрибут
+ ð+ объект
+ ð+ сущность
ð идентификатор
Вариант 2.
Чем отличаются понятия сущность и объект в базах данных?
+ ð+ одно и тоже
ð сущность используется для описания объекта
ð это разные понятия
ð объект используется для описания сущности
Вариант 3.
Что из следующих примеров можно определить как сущность?
ð название экзамена
ð фамилию студента
+ ð+ факультет
+ ð+ оценка
+ ð+ предмет
Задача 2. Какие понятия используются для описания сущности?
Вариант 1.
Как называется понятие, используемое для описания сущности?
+ ð+ свойство
+ ð+ атрибут
ð объект
ð экземпляр
Вариант 2.
Чем отличаются понятия свойство и атрибут?
ð одно и то же
+ ð+ атрибут это свойство, принимающее конкретные значения
ð свойство используется для описания атрибута
ð атрибут описывает конкретное свойство
Вариант 3.
Как описывается сущность?
+ ð+ совокупностью атрибутов
ð набором экземпляров
ð совокупностью объектов
+ ð+ записью об объекте
Задача 3. В чем разница между классом сущностей и экземплярами сущности?
Вариант 1.
Что такое класс сущностей?
ð набор экземпляров сущностей
+ ð+ совокупность сущностей с одинаковыми свойствами
ð совокупность атрибутов
ð совокупность сущностей с одинаковыми значениями атрибутов
Вариант 2.
Какое понятие используется для представления конкретной сущности?
+ ð+ экземпляр сущности
ð атрибут сущности
ð идентификатор сущности
ð класс сущности
Вариант 3.
Что такое экземпляр сущности?
+ ð+ сущность с конкретными значениями свойств
ð совокупность атрибутов
ð сущность с конкретным названием
ð сущность с определенным именем идентификатора
Задача 4. Как определяется понятие связи?
|
|
|
Вариант 1.
Чем определяется существование связи между сущностями
ð+ +функциональными взаимоотношениями между сущностями
+ ð+ информационными связями между сущностями
ð информационными потребностями пользователя
+ ð+ свойствами сущностей
Вариант 2.
Какие бывают типы связей?
+ ð+ один к одному
+ ð+ один к многим
+ ð+ многие к многим
+ ð+ многие к одному
Вариант 3.
Между какими элементами рассматриваются связи?
+ ð+ между сущностями
+ ð+ между экземплярами сущностей
ð между атрибутами
+ ð+ между классами сущностей
Задача 5. В чем разница между классами связей и экземплярами связей?
Вариант 1.
Что такое класс связей?
+ ð+ взаимоотношения (набор связей) между классами сущностей
ð набор связей типа «многие к многим»
ð набор связей типа «один к многим»
ð набор связей между экземплярами сущностей
Вариант 2.
Что такое экземпляры связей?
+ ð+ взаимоотношения между экземплярами сущностей
ð взаимоотношения (набор связей) между классами сущностей
ð взаимоотношения между атрибутами
ð взаимоотношения между сущностями
Вариант 3.
Что такое степень связи?
+ ð+ число классов сущности, участвующих в связи
ð максимальное количество экземпляров сущностей на каждой стороне связи
ð число экземпляров сущности, участвующих в связи
ð количество связей между экземплярами сущностей
Задача 6. Что такое ER-диаграмма?
Вариант 1.
Для чего используется ER-диаграмма?
+ ð+ графическое представление концептуальной модели
ð+ +графическое представление сущностей и связей между ними
ð+ +графическое представление обобщенного представления пользователей о данных
ð графическое представление всех сущностей
ð графическое представление связей
Вариант 2.
Что представляется на ER-диаграмме
ð+ +сущности
ð+ +связи
ð+ +типы связей
+ ð+ атрибуты
ð экземпляры сущностей
Вариант 3.
Как на ER-диаграмме представляются способы реализации связей?
|
|
|
+ ð+ не представляются
ð в виде адресных ссылок
ð представляются на логическом уровне
ð представляются на физическом уровне
Задача 7. Основные этапы построения концептуальной модели.
Вариант 1.
Какой порядок действий при построении концептуальной модели?
+ ð+ определение сущностей, определение атрибутов, установление связей
ð определение атрибутов, определение сущностей,, установление связей
ð выбор связей, определение сущностей, определение атрибутов
ð выбор экземпляров сущностей, установление связей между экземплярами
Вариант 2.
Что такое локальное моделирование?
ð моделирование одной сущности
ð моделирование представления одного пользователя
+ ð+ моделирование представлений группы пользователей, использующих общие данные
ð моделирование представлений группы пользователей, использующих разные данные
Вариант 3.
Как редактируются локальные модели?
+ ð+ устраняются расплывчатые наименования сущностей и атрибутов
ð+ +устраняются синонимы в наименованиях сущностей и атрибутов
ð+ +устраняются омонимы в наименованиях сущностей и атрибутов
+ ð+ изменяются наименования сущностей и атрибутов
Задача 8. Как локальные модели объединяются в обобщенную концептуальную модель?
Вариант 1.
Какие приемы используются при объединении локальных моделей?
ð отбрасываются некоторые идентичные элементы
ð+ +сливаются идентичные элементы
+ ð+ локальные модели объединяются по новым связям
ð локальные модели объединяются по имеющимся в них связям
ð+ +подобные типы сущностей обобщаются
ð подобные типы сущностей исключаются
+ ð+ вводятся новые сущности
Вариант 2.
Что такое «введение агрегированного элемента»?
ð объединение нескольких сущностей
ð разбиение сущности на несколько сущностей
ð+ +определение новой сущности
+ ð+ рассмотрение связи как новой сущности
Вариант 3.
Что такое «обобщение подобных типов сущностей»?
ð подобные типы сущностей сливаются
ð подобные типы сущностей удаляются
ð+ +определяется новая сущность
+ ð+ подобные типы сущностей заменяются на другую сущность
Задача 9. Что такое ограничения целостности?
Вариант 1.
Зачем нужны ограничения целостности?
+ ð+ для обеспечения правильного ввода данных в базу данных
+ ð+ для обеспечения достоверной информации в базе данных
ð для проверки правильности работы прикладных программ
ð для уменьшения ошибок при поиске данных
Вариант 2.
Какие существуют типы ограничений целостности?
|
|
|
+ ð+ внешние
ð+ +внутренние
ð специально конструируемые в прикладных программах
+ ð+ специально конструируемые в программах СУБД
Вариант 3.
Откуда берутся внешние и специально конструируемые ограничения?
+ ð+ определяются предметной областью
ð определяются СУБД
ð определяются прикладными программами
ð+ +определяются пользователем
ð определяются программистом
Литература
1. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах: Пер. с англ. /Под ред. А.А. Стогния и А.Л. Щерса. – М.: Мир, 1980. – 664 с.
2. Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. 8-е изд. – СПб.: Питер, 2003. – 800 с.
3. Конноли Т., Бэгг К., Страчан А. Базы данных: проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 2-е изд.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 1120 с.
4. Карпова Т. Базы данных. Модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2001. – 304 с.
5. Хансен Г., Хансен Дж. Базы данных: разработка и управление: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство «БИНОМ», 1999. – 704 с.
6. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. М.: ВШ, 1986, 1992.
7. Ульман Дж. Д., Уидом Дж. Введение в системы баз данных: Пер. с англ. – М.: Лори, 2000. – 374 с.
8. Швецов В.И., Визгунов А.Н., Мееров И.Б. Базы данных. Учебное пособие. Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2004. 271 с.
9. Толстобров А.П. Управление данными. Учебное пособие. Воронеж: Изд-во Воронежского ГУ, 2007 – 205 с.
10. Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД. СПб.: Питер, 1997. – 700 с.
Лекция 6. Вторая стадия концептуального проектирования (Модели данных СУБД. представление концептуальной модели средствами модели данных СУБД)
Лекция посвящена второй стадии концептуального проектирования – представлениию концептуальной модели в терминах модели данных определенной СУБД. Здесь дается общее понятие модели данных СУБД, рассматриваются типовые классические модели данных, рассматриваются принципы автоматизированного проектирования баз данных.
Ключевые словатермины: модель данных, сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель, многомерная модель, представление концептуальной модели, логическое проектирвание, автоматизированное проектирование баз данных.
Цель лекции: дать общее представление о модели данных СУБД как средства для представления концептуальной модели при создании базы данных, рассмотреть типовые модели данных (сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель, многомерная модель), показать как представляяется концептуальная модель в разных СУБД, рассмотреть основные принципы работы средств автоматизированного проектирования баз данных.
6.1. Представление концептуальной модели средствами модели данных СУБД
|
|
|
