Лабораторная работа №4. Определение связей между сущностями в ERwin

Как отмечалось в упражнении 3, для построения логической модели дан - ных, прежде всего, необходимо определить набор сущностей и задать связи меж- ду ними. На упражнении 3 была создана диаграмма, содержащая четыре сущно - сти (рисунок 4.1). Методику определения связи между ними мы рассмотрим на текущем упражнении.

https://pandia.ru/text/78/177/images/image002_182.gif" width="123" height="128 src=">ется генерируемая по умолчанию глагольная фраза - «R/1» (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Неидентифицирующая связь

Шаг 3. Перейдите на уровень атрибутов и обратите внимание на то, что у сущно- сти «Учебное место» добавился атрибут первичного ключа от сущности «Класс» и помечен буквами «FK». Говорят, что атрибут «мигрировал», a FK (foreign key) означает, что атрибут является частью внешнего ключа (рисунок 4.3). Для иден - тифицирующей связи внешний ключ всегда входит в первичный ключ дочерней

сущности, для неидентифицирующей не входит.

Рисунок 4.3 - Миграция атрибутов

Шаг 4. Назначьте связи глагольную фразу. Для этого выделите связь, щелкнув по ней указателем мыши, затем нажмите правую кнопку мыши и в контекстном ме - ню выберите пункт «Relationship Properties… » (свойства отношений).

Общий вид окна редактора связей показан на рисунке 4.4.

Базы данных" href="/text/category/bazi_dannih/" rel="bookmark">базы данных . В нашем примере, так как при анализе предметной области мы выяснили, что учебное место не может существовать отдельно от класса, установите этот пе - реключатель в позицию «No Nulls». Тем самым накладывается условие, что у су- ществующего экземпляра рабочего места всегда должна быть ссылка на класс, в который оно входит.

Закладка «Definition» (определение).

На этой странице вводится определение связи. Текст определения связи, как и в случае сущности, зависит от стандартов, принятых на предприятии, и должен об - легчать восприятие модели.

Закладка «Rolename» (Имя роли)

Имя роли (rolename) - это дополнительная характеристика, которая может при-

сваиваться мигрирующему атрибуту первичного ключа (рисунок 4.5).

https://pandia.ru/text/78/177/images/image006_79.gif" width="358" height="221 src=">

Рисунок 4.6 – Контекстное меню диаграммы для отображения мигрирующих атрибутов сущностей

Закладка «RI Actions» (Установки ссылочной целостности)

Закладка предназначена для задания параметров ссылочной целостности проек-

тируемой базы данных (рисунок 4.7).

Установки ссылочной целостности - это логические конструкции, которые вы- ражают бизнес-правила использования данных. Они определяют, какие действия должна выполнить СУБД при удалении, вставке или изменении строки таблицы (экземпляра сущности). Заданные таким образом действия могут использоваться впоследствии при автоматической генерации триггеров , поддерживающих цело - стность данных

Существуют следующие виды действий или правил, определяемых в логической модели:

1 RESTRICT - запрет удаления, вставки или изменения экземпляра сущности

2 CASCADE - при удалении экземпляра родительской сущности удаление всех экземпляров дочерней сущности, ссылающихся на удаляемый роди- тельский экземпляр.

3 SET NULL - при удалении экземпляра родительской сущности атрибутам внешнего ключа всех экземпляров дочерней сущности, присваивается зна - чение NULL.

4 SET DEFAULT - то же самое, что и в предыдущем случае, только вместо значения NULL присваивается значение по умолчанию.

5 NONE - никаких действий не предпринимается.

Рисунок 4.7 – Закладка «RI Actions» (Установки ссылочной целостности)

Эти правила задаются на вставку, удаление и изменение экземпляра как родитель - ской, так и дочерней сущности. Таким образом, каждая связь должна обладать на - бором из шести правил, которые вводятся в поля, объединенные общим заголов - ком «RI Actions». При добавлении связи в диаграмму ERwin по умолчанию уста - навливает для нее набор правил, которые можно редактировать в диалоге «Model Properties» (Свойства модели) на вкладке «RI Defaults»(рисунок 4.8), вызываю-

щемся путем выбора из главного меню команды «Model» Server» и, далее, подко-

манды «Model Properties» (рисунок 4.9).

https://pandia.ru/text/78/177/images/image009_57.gif" width="227" height="289 src=">

Рисунок 4.9 – Порядок вызова диалогового окна «Model Properties»

Правила, присваиваемые связи по умолчанию, можно изменить, выбрав нужное значение из выпадающего списка (см. рисунок 4.8). При нажатии на кнопку «Re - bind» (переназначить) новые установки умолчаний переносятся в текущую мо-

дель, если же просто выйти из диалога, не делая переназначения, то измененные установки будут влиять только на новые модели.

Каждый тип связи имеет, в зависимости от вида действия, свой набор допустимых правил, приведенный в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Набор допустимых правил для различных типов связей

действия	Тип связи (Relationship Type)
Идентифици-	Неидентифици- рующая (Non- Identifying, Nulls	Неидентифици- рующая (Non- Identifying, No	ная связь
(удаление дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE, NONE SET DEFAULT
(вставка дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE, NONE SET DEFAULT
(изменение дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL, SET DE - FAULT	CASCADE, N6NE SET
(удаление родитель - ского объ- екта)			CASCADE, NONE SET	CASCADE, NONE SET
(вставка родитель - ского объ- екта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE. NONE SET DEFAULT
(изменение родитель - ского объ - екта)			CASCADE, NONE SET	CASCADE, NONE SET

Установки для связи «Класс - Учебное место», присвоенные по умолчанию, за - прещают вставку и изменение экземпляра дочерней сущности, а также удаление и изменение родительской сущности. Это означает, что не допускается удаление

или изменение класса, если в нем имеются учебные места, а также ввод учебного места без указания класса или со ссылкой на несуществующий класс. Тем самым мы выполнили условие, по которому учебное место может существовать только в составе класса.

Закладка «UDP» (Параметры устанавливаемые пользователем)

Закладка - UDP, как и у предыдущих объектов диаграммы, позволяет присвоить связи свой набор пользовательских свойств.

Итак, мы создали неидентифицнрующую связь между сущностями «Класс» и

«Учебное место» с условием «No Nulls». Очевидно, связь того же типа должна существовать между сущностями «Тип оборудования» и «Единица оборудова- ния», так как единица оборудования обязательно должна иметь тип. Внесите эту связь в диаграмму, выполнив те же действия, что и в предыдущем случае. Вызо - вите редактор связей и измените глагольную фразу на «описывает», остальные установки связи оставьте неизменными. Обратите внимание, что атрибут «код ти- па оборудования» мигрировал в состав неключевых атрибутов сущности «Учеб- ное место» (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 – Атрибут «код типа оборудования» мигрировал в состав неключевых атрибутов сущности «Учебное место»

Рассмотрим теперь связь между сущностями «Учебное место» и «Единица обору- дования». Как мы выяснили при обследовании предметной области, единицы оборудования образуют некий фонд комплектующих, часть из которых установ - лена в учебные места. Другая часть комплектующих может находиться на складе, быть неисправной и дожидаться списания и т. п., то есть существовать отдельно от учебного места. Таким образом, сущности «Учебное место» и «Единица обо- рудования» не зависят друг от друга, и должны быть ассоциированы неиден - тифицирующей связью.

Шаг 5. Выберите неидентифицирующую связь в палитре инструментов и внесите ее в диаграмму, выбрав «Учебное место» в качестве родительской сущности, а

«Единицу оборудования» - дочерней. В редакторе связи измените глагольную фразу «Parent-to-Child» на «состоит из». Неидентифицирующая связь имеет две разновидности - допускающая значения NULL (Nulls Allowed) и не допускающая (No Nulls). По умолчанию выбирается разновидность «Nulls Allowed», оставьте это без изменений. Такая установка означает, что у экземпляра сущности «Едини - ца оборудования» поля внешнего ключа могут иметь нулевое значение, то есть

отсутствовать указание на экземпляр «Учебного места». Таким образом, единица оборудования может существовать «сама по себе».

После установки связей диаграмма на уровне сущностей будет иметь вид, пока-

https://pandia.ru/text/78/177/images/image012_32.gif" width="556" height="327 src=">ние связей, показанное на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Изображение связей в нотации IDEF1X

Помимо типа связи, на диаграмме могут отображаться и установки ссылочной це-

лостности - для этого необходимо выбрать в контекстном меню диаграммы пункт

«Relationship Display» и подпункт «Referential Integrity» (Шаг 6. ).

Алфавит" href="/text/category/alfavit/" rel="bookmark">алфавит- ные группы, разделенные символом двоеточия «:». Первый символ обозначает действие, к которому относится правило целостности: D - удаление (delete), I - вставка (insert), U - изменение (update).

Вторая группа обозначает правило: R - RESTRICT, С - CASCADE, SN - SET NULL, SD - SET DEFAULT. Таким образом, запрет удаления обозначается D:R, а установка NULL при изменении - U:SN. Обозначения проставляются у родитель- ского или дочернего конца связи, в зависимости от того, к какой сущности они относятся. С включенными установками ссылочной целостности диаграмма вы-

глядит так, как показано на рисунке 4.14.

Рисунок 4.14 - ER-диаграмма с включенными установками ссылочной целостности

На диаграмме теперь определена одна из объектных областей, которых мы выде - лили четыре - материальное обеспечение процесса обучения. Рассмотрим другие объектные области на последующих упражнениях.

Шаг 7. На вкладке «Уровень сущностей» сохраните модель, например, под име-

нем Lab_4_Petrov. er1.

Шаг 8. Выполните индивидуальное задание по определению связей между сущ-

ностями в ERwin для указанной предметной области (см. таблица 3.4).

1. Результаты выполнения шагов 1 – 7 программы занятия.

2. Результаты выполнения индивидуального задания.

Контрольные вопросы

1. Как различают зависимые и независимые сущности на диаграмме ERwin?

2. Какая связь между сущностями называется неидентифицирующей?

3. Что такое физическая и логическая модель данных?

4. Какая связь между сущностями называется идентифицирующей?

5. Поясните смысл утверждения о том, что некоторый атрибут «мигрировал»?

6. Что обозначает символика «FK» на диаграмме ERwin?

7. Какими возможностями обладает редактора связей?

8. Каково изображение связей в нотации IDEF1X?

9. Как производится обозначение ссылочной целостности на диаграмме

10.Какие связи между сущностями были использованы при выполнении инди-

видуального задания?

В предыдущих главах рассматривался наиболее часто встречающийся тип связей - идентифицирующие связи - и было показано, как ER

win производит миграцию ключей через эти связи.

В этой главе Вы узнаете, как:

Создавать и использовать неидентифицирующие, рекурсивные связи и связи подтипов. Производить автоматическую миграцию ключевых атрибутов из одной сущности в другую. Предотвращать появление одинаковых имен атрибутов. Задавать режимы наследования атрибутов. Задавать порядок обработки нулевых значений в дочерней сущности связи. Исключать связи "многие-ко-многим".

Управление внешними ключами

При создании диаграммы, хотя Вам, может быть, и хочется добавить ключевые атрибуты в сущность, когда Вы ее создаете, ER

win может сделать большую часть этой работы за Вас, если Вы ему позволите. Когда Вы создаете связь между двумя сущностями, ER win автоматически производит миграцию ключевых атрибутов родительской сущности в дочернюю сущность, где они становятся внешними ключами. Поскольку ER win поддерживает автоматическую миграцию ключей, мы рекомендуем Вам добавлять первичные ключи в независимую сущность сразу же, как только она создана, но не беспокойтесь о ключах для дочерних сущностей. После того, как Вы создадите связь и ER win произведет автоматическую миграцию внешних ключей, вернитесь и добавьте собственные ключи в дочерние сущности диаграммы.

Чтобы облегчить проектирование базы данных, ER

win позволяет задать режим Unique Key, который можно использовать для того, чтобы предупредить Вас о создании атрибута, который может автоматически мигрировать через связь, или запретить Вам создание таких атрибутов. Кроме того, если Вы удаляете связь, ER win автоматически удаляет соответствующие внешние ключи из дочерних сущностей. См. Гл.11, Документирование правил, разд. "Обеспечение уникальности имен сущностей и атрибутов".

Как создать внешние ключи

1. Нарисуйте связь между двумя сущностями или между сущностью и ею же самой (рекурсивная связь). Внешний ключ автоматически мигрирует. Вам не нужно ничего делать!

Чтобы видеть автоматическую миграцию внешних ключей,

нужно установить режим просмотра диаграммы Attribute Display. У Вас должны быть уже созданы атрибуты первичного ключа в родительской сущности.

Как посмотреть атрибуты внешнего ключа

1. Щелкните правой кнопкой мыши по соединительной линии связи - Вы войдете в меню Relationship.

2. Дайте команду "Relationship" для входа в редактор Relationship.

Задание режимов наследования атрибутов

win производит миграцию атрибута первичного ключа, то по умолчанию внешний ключ, который появляется в дочерней сущности, наследует имя, но не наследует определение атрибута первичного ключа. Если Вы хотите, чтобы определение атрибута первичного ключа тоже мигрировало в дочернюю сущность, Вам нужно изменить режимы наследования - Attribute Inheritance Option - которые ER win устанавливает по умолчанию. Для того, чтобы изменить режим наследования по отношению к мигрирующим ключам, дайте команду "Attribute Inheritance..." в меню Option. Вы войдете в окно-диалог Attribute Inheritance Option.

В этом диалоге можно установить три режима. По умолчанию установлен режим "No Inheritance", а Вы можете изменить его на "Full Inheritance" или "Restricted Inheritance", нажимая соответствующую кнопку, а затем - "ОК" для сохранения нового режима.

Как задать режим наследования атрибута

1. Дайте команду "Attribute Inheritance..." из меню Option.

2. Нажмите на одну из кнопок в окне "Inheritance of Primary Key Definitions" для того, чтобы задать нужный Вам режим наследования атрибута:

"Full Inheritance" - определения атрибутов первичного ключа мигрируют во внешний ключ для всех новых и уже созданных связей текущей диаграммы.

"Restricted Inheritance" - определения атрибутов первичного ключа мигрируют во внешний ключ для всех новых cвязей, но это не распространяется на уже созданные связи текущей диаграммы.

"No Inheritance" - миграция определений атрибутов запрещается для всех связей текущей диаграммы. Это тот режим, который установлен по умолчанию.

Задание неидентифицирующих связей

Идентифицирующей связью

называется связь, которая добавляет признаки идентичности в дочернюю сущность путем миграции ключей родительской сущности в область ключевых атрибутов дочерней и таким образом делая дочернюю сущность зависимой от родительской в смысле своей идентичности. Например, когда атрибут movie-numb ER мигрирует из сущности MOVIE в MOVIE-COPY на диаграмме MOVIES.ER1, токаждый экземпляр MOVIE-COPY зависит и от movie-numb ER, и от movie-copy-numb ER, которые уникальным образом его определяют (ни один из этих двух атрибутов не может сам по себе уникальным образом определить конкретную копию фильма).

Можно задать также и такую связь, которая не ставит дочернюю сущность в зависимость от родительской. Этот тип связи называется неидентифицирующей связью . В ER

win такая связь обозначается пунктирной линией с жирной точкой на конце, соответствующем дочерней связи. При неидентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родиетльской сущности мигрируют в область данных (неключевая область) , которяа расположена под чертой в дочерней сущности. Если атрибуты, которые мигрировали в неключевую область дочерней сущности, не нужны в этой сущности, то связь называется необязательной неидентифицирующей связью , что подразумевает, что мигрировавшие атрибуты не нужны дочерней сущности для ее идентификации и что она может существовать и без этих атрибутов. В ER win необязательная неидентифицирующая связь обозначается пунктирной линией с жирной точкой на одном конце (дочернем) и ромбиком на другом (родительском).

На рисунке ниже показано, как изображаются в ER

win идентифицирующие, неидентифицирующие и необязательные неидентифицирующие связи, и обобщаются различия между этими связями.

Если связь уже создана на диаграмме, то Вы можете изменить ее тип в редакторе Relationship.

Как изменить тип связи

1. Выберите ту связь, которую Вы хотите изменить. Установите курсор на линию связи и щелкните правой кнопкой мыши для входа в pop-up меню Editor.

2. Дайте команду "Relationship" в меню Editor для входа в редактор Relationship.

3. Нажмите нужную кнопку в окне Relationship Type (Identifying - идентифицирующая, Non-Identifying - неидентифицирующая).

4. Нажмите "ОК" для того, чтобы зафиксировать изменения. ER

win изменяет линию связи на диаграмме в соответствии с новым типом.

Рекурсивной связи в

ER win автоматически присваивается тип Non-Identifiyng. Изменить его нельзя.

Разрешить или не разрешить нулевые значения?

Когда Вы рисуете неидентифицирующую связь, Вам нужно решить, могут ли атрибуты внешнего ключа, наследуемые от родителя, принимать значение NULL или нет. По умолчанию для неидентифицирующей связи задается режим "Nulls Allowed", что означает, что дочерняя сущность может существовать без родительской, и связь называется необязательной. "No Nulls" означает, что существование дочерней сущности зависит от родительской, и связь называется обязательной. В случае необязательной связи (Nulls Allowed) на родительском конце неидентифицирующей связи ER

win ставит знак - ромбик.

Одно из основных различий между идентифицирующей и неидентифицирующей связью - в том, что только те внешние ключи, которые мигрируют через неидентифицирующую связь, могут принимать значения NULL.

См. руководство по методам ER

win Methods Guide , Гл.3, "Обзор языка", разд. "Идентифицирующие и неидентифицирующие связи".

По умолчанию для неидентифицирующей связи установлен

режим "Nulls Allowed", т.е. значения NULL для внешних ключе

Создание современных информационных систем представляет собой сложнейшую задачу, решение которой требует применения специальных методик и инструментов. Неудивительно, что в последнее время среди системных аналитиков и разработчиков значительно вырос интерес к CASE (Computer-Aided Software/System Engineering) - технологиям и инструментальным CASE-средствам, позволяющим максимально систематизировать и автоматизировать все этапы разработки программного обеспечения.

Предлагаемая читателю книга представляет собой практическое руководство по созданию информационных систем с помощью эффективных инструментов анализа, проектирования и кодогенерации фирмы PLATINUM technology - BPwin и ERwin. Она содержит также описание методов структурного анализа и проектирование моделей данных в объеме, необходимом для практической работы. Применение методов иллюстрируется примерами.

Книга написана на основе личного опыта автора, полученного при разработке информационных систем, чтении лекций и проведении практических занятий по CASE-технологиям и CASE-средствам в Учебном центре компании "Интерфейс Ltd." Она адресована специалистам в области информационных технологий: системным аналитикам, руководителям проектов, разработчикам - и может быть также полезна для студентов и аспирантов, изучающих основы системного анализа и проектирования информационных систем.

Книга:

Связь является логическим соотношением между сущностями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глагольной фразой (Relationship Verb Phrases) (рис. 2.20). Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение диаграммы, например:

Каждый КЛИЕНТ <размещает> ЗАКАЗы;

Каждый ЗАКАЗ <выполняется> СОТРУДНИКом.

Рис. 2.20. Имя связи - Relationship Verb Phrases

Связь показывает, какие именно заказы разместил клиент и какой именно сотрудник выполняет заказ. По умолчанию имя связи на диаграмме не показывается. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Verb Phrase.

На логическом уровне можно установить идентифицирующую связь один-ко-многим, связь многие-ко-многим и неидентифицирующую связь один-ко-многим (соответственно это кнопки слева направо в палитре инструментов).

В IDEF1X различают зависимые и независимые сущности. Тип сущности определяется ее связью с другими сущностями. Идентифицирующая связь устанавливается между независимой (родительский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущностями. Когда рисуется идентифицирующая связь, ERwin автоматически преобразует дочернюю сущность в зависимую. Зависимая сущность изображается прямоугольником со скругленными углами (сущность Заказ на рис. 2.21). Экземпляр зависимой сущности определяется только через отношение к родительской сущности, т. е. в структуре на рис. 2.21 информация о заказе не может быть внесена и не имеет смысла без информации о клиенте, который его размещает. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополнения атрибутов дочерней сущности при создании связи называется миграцией атрибутов. В дочерней сущности новые атрибуты помечаются как внешний ключ - (FK).

Рис. 2.21. Идентифицирующая связь между независимой и зависимой таблицей

В дальнейшем, при генерации схемы БД, атрибуты первичного ключа получат признак NOT NULL, что означает невозможность внесения записи в таблицу заказов без информации о номере клиента.

При установлении неидентифицирующей связи (рис. 2.22) дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов родительской сущности. Неидентифицирующая связь служит для связывания независимых сущностей.

Рис. 2.22. Неидентифицирующая связь

Экземпляр сущности Сотрудник может существовать безотносительно к какому-либо экземпляру сущности Отдел, т. е. сотрудник может работать в организации, не числясь в каком-либо отделе.

Идентифицирующая связь показывается на диаграмме сплошной линией с жирной точкой на дочернем конце связи (см. рис. 2.21), неидентифицирующая - пунктирной (рис. 2.22).

Для создания новой связи следует:

установить курсор на нужной кнопке в палитре инструментов (идентифицирующая или неидентифицирующая связь) и нажать левую кнопку мыши (рис. 2.2);

щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности.

Форму линии связи можно изменить. Для этого нужно захватывать мышью нужную линию связи и переносить ее с места на место, пока линия не начнет выглядеть лучше.

В палитре инструментов кнопка

Соответствует идентифицирующей связи, кнопка

Связи многие-ко-многим и кнопка

Соответствуют неидентифицирующей связи.

Для редактирования свойств связи следует "кликнуть" правой кнопкой мыши по связи и выбрать на контекстном меню пункт Relationship Editor.

В закладке General появившегося диалога можно задать мощность, имя и тип связи (рис. 2.23).

Мощность связи (Cardinality) - служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Различают четыре типа мощности (рис. 2.24):

общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности не помечается каким-либо символом;

символом Р помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

цифрой помечается случай точного соответствия, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

Рис. 2.23. Диалог Relationship Editor

По умолчанию символ, обозначающий мощность связи, не показывается на диаграмме. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Cardinality.

Имя связи (Verb Phrase) - фраза, характеризующая отношение между родительской и дочерней сущностями. Для связи один-ко-многим идентифицирующей или неидентифицирующей достаточно указать имя, характеризующее отношение от родительской к дочерней сущности (Parent-to-Child). Для связи многие-ко-многим следует указывать имена как Parent-to-Child так и Child-to-Parent.

Рис. 2.24. Обозначения мощности

Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая). Для неидентифицирующей связи можно указать обязательность (Nulls). В случае обязательной связи (No Nulls) при генерации схемы БД атрибут внешнего ключа получит признак NOT NULL, несмотря на то что внешний ключ не войдет в состав первичного ключа дочерней сущности. В случае необязательной связи (Nulls Allowed) внешний ключ может принимать значение NULL. Необязательная неидентифицирующая связь помечается прозрачным ромбом со стороны родительской сущности (см. рис. 2.22).

Рис. 2.25. Закладка Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor

В закладке Definition можно дать более полное определение связи для того, чтобы в дальнейшем иметь возможность на него ссылаться.

В закладке Rolename/RI Actions можно задать имя роли и правила ссылочной целостности.

Имя роли (функциональное имя) - это синоним атрибута внешнего ключа, который показывает, какую роль играет атрибут в дочерней сущности.

Рис. 2.26. Имена ролей внешних ключей

В примере, приведенном на рис. 2.26, в сущности Сотрудник внешний ключ Номер отдела имеет функциональное имя "Где работает", которое показывает, какую роль играет этот атрибут в сущности. По умолчанию в списке атрибутов показывается только имя роли. Для отображения полного имени атрибута (как функционального имени, так и имени роли) следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Entities и затем включить опцию Rolename/Attribute (рис. 2.25). Полное имя показывается как функциональное имя и базовое имя, разделенные точкой (см. рис. 2.26).

Обязательным является применение имен ролей в том случае, когда два или более атрибутов одной сущности определены по одной и той же области, т. е. они имеют одинаковую область значений, но разный смысл. На рис. 2.27 сущность Продажа валюты содержит информацию об акте обмена валюты, в котором участвуют две валюты - проданная и купленная. Информация о валютах содержится в сущности Валюта. Следовательно, сущности Продажа валюты и Валюта должны быть связаны дважды и первичный ключ - Номер валюты должен дважды мигрировать в сущность Валюта в качестве внешнего ключа. Необходимо различать эти атрибуты, которые содержат информацию о номере проданной и купленной валюты (имеют разный смысл), но ссылаются на одну и ту же сущность Валюта (имеют общую область значений). В примере на рис. 2.27 атрибуты получили имена ролей Проданная и Купленная.

Рис. 2.27. Случай обязательности имен ролей

Другим примером обязательности присвоения имен ролей являются рекурсивные связи (иногда их называют "рыболовный крючок" - fish hook), когда одна и та же сущность является и родительской и дочерней одновременно. При задании рекурсивной связи атрибут должен мигрировать в качестве внешнего ключа в состав неключевых атрибутов той же сущности. Атрибут не может появиться дважды в одной сущности под одним именем, поэтому обязательно должен получить имя роли. На рис. 2.26 сущность Сотрудник содержит атрибут первичного ключа Табельный номер. Информация о руководителе сотрудника содержится в той же сущности, поскольку руководитель работает в той же организации. Чтобы сослаться на руководителя сотрудника следует создать рекурсивную связь (на рис. 2.26 связь руководит/подчиняется) и присвоить имя роли ("Руководитель"). Заметим, что рекурсивная связь может быть только неидентифицирующей. В противном случае внешний ключ должен был бы войти в состав первичного ключа и получить при генерации схемы признак NOT NULL. Это сделало бы невозможным построение иерархии - у дерева подчиненности должен быть корень - сотрудник, который никому не подчиняется в рамках данной организации.

Связь руководит/подчиняется на рис. 2.26 позволяет хранить древовидную иерархию подчиненности сотрудников. Такой вид рекурсивной связи называется иерархической рекурсией (hierarchical recursion) и задает связь, когда руководитель (экземпляр родительской сущности) может иметь множество подчиненных (экземпляров дочерней сущности), но подчиненный имеет только одного руководителя (рис. 2.28).

Иерархическая рекурсия Сетевая рекурсия

Рис. 2.28. Подчиненность экземпляров сущности в иерархической и сетевой рекурсии

Другим видом рекурсии является сетевая рекурсия (network recursion), когда руководитель может иметь множество подчиненных и, наоборот, подчиненный может иметь множество руководителей. Сетевая рекурсия задает паутину отношений между экземплярами родительской и дочерней сущностей. Это случай, когда сущность находится сама с собой в связи многие-ко-многим. Для разрешения связи многие-ко-многим необходимо создать новую сущность (подробно связь многие-ко-многим будет рассмотрена ниже).

Рис. 2.29. Пример реализации сетевой рекурсии

На рис. 2.29 рассмотрен пример реализации сетевой рекурсии. Структура моделирует родственные отношения между членами семьи любой сложности. Атрибут Тип отношения может принимать значения "отец-сын", "мать-дочь", "дед-внук", "свекровь-невестка", "тесть-зять" и т. д. Поскольку родственное отношение связывает всегда двух людей, от сущности Родственник к. сущности Родственное отношение установлены две идентифицирующие связи с именами ролей "Старший" и "Младший". Каждый член семьи может быть в родственных отношениях с любым другим членом семьи, более того, одну и ту же пару родственников могут связывать разные типы родственных отношений.

Если атрибут мигрирует в качестве внешнего ключа более чем на один уровень, то на первом уровне отображается полное имя внешнего ключа (имя роли + базовое имя атрибута), на втором и более - только имя роли. На рис. 2.30 изображена структура данных, которая содержит сущность Команда, сущность Игрок, в которой хранится информация об игроках каждой команды, и сущность Гол, содержащая информацию и голах, которые забивает каждый игрок. Атрибут внешнего ключа Номер команды сущности Игрок имеет имя роли "В какой команде играет".

Рис. 2.30. Миграция имен ролей

На следующем уровне, в сущности Гол, отображается только имя роли соответствующего атрибута внешнего ключа (В какой команде играет).

Правила ссылочной целостности (referential integrity, RI) - логические конструкции, которые выражают бизнес-правила использования данных и представляют собой правила вставки, замены и удаления. При генерации схемы БД на основе опций логической модели, задаваемых в закладке Rolename/RI Actions, будут сгенерированы правила декларативной ссылочной целостности, которые должны быть предписаны для каждой связи, и триггеры, обеспечивающие ссылочную целостность. Триггеры представляют собой программы, выполняемые всякий раз при выполнении команд вставки, замены или удаления (INSERT, UPDATE или DELETE). На рис. 2.30 существует идентифицирующая связь между сущностями Команда и Игрок. Что будет, если удалить команду? Экземпляр сущности Игрок не может существовать без команды (атрибут первичного ключа В какой команде играет. Номер команды не может принимать значение NULL), следовательно, нужно либо запретить удаление команды, пока в ней числится хотя бы один игрок (для удаления команды сначала нужно удалить всех игроков), либо сразу удалять вместе с командой всех ее игроков. Такие правила удаления называются "ограничение" и "каскад" (Parent RESTRICT и Parent CASCADE, см. рис. 2.25). Заметим, что сущности Игрок и Гол, в свою очередь, тоже связаны идентифицирующей связью и в случае удаления каскадом команды будут удалены все игроки команды и все голы, которые они забивали. Выполнение команды на удаление одной строки реально может привести к удалению тысячи строк в БД, поэтому использовать правило удаления каскадом следует с осторожностью. В том случае, если установлено правило ограничения удаления, при попытке выполнить удаление команды, в которой есть хотя бы один игрок, сервер реляционной СУБД возвратит ошибку.

На рис. 2.26 установлена необязательная неидентифицирующая связь между сущностями Отдел и Сотрудник. Экземпляр сущности Сотрудник может существовать без ссылки на отдел (атрибут внешнего ключа Где работает. Номер отдела может принимать значение NULL). В этом случае возможно установление правила установки в нуль - SET NULL. При удалении отдела атрибут внешнего ключа сущности Сотрудник - Где работает. Номер отдела примет значение NULL. Это означает, что при удалении отдела сотрудник остается работать в организации не будучи приписан к какому-либо отделу и информация о нем сохраняется.

Возможна установка еще двух правил удаления (если таковые поддерживаются СУБД):

SET DEFAULT - при удалении атрибуту внешнего ключа присваивается значение по умолчанию. Например, при удалении команды игроки могут быть переведены в другую команду.

NONE - при удалении значение атрибута внешнего ключа не меняется. Запись об игроке "повисает в воздухе", т. е. ссылается на несуществующую уже команду. Такая ситуация характерна для "плоских" таблиц. Например, если информация об игроках и командах хранится в dbf-файлах, можно удалить запись о команде, при этом файл игроков "ничего не будет знать" о том, что соответствующей команды не существует. Поэтому в настольных или файл-серверных системах функциональность, обеспечивающая правила ссылочной целостности, реализуется в клиентском приложении.

Правила удаления управляют тем, что будет происходить в БД при удалении строки. Аналогично правила вставки и обновления управляют тем, что будет происходить с БД, если строки изменяются или добавляются. Например, можно установить правило, которое разрешает вносить новую команду только в том случае, когда в нее зачислен хотя бы один игрок. Желаемое поведение может быть достигнуто следующими действиями:

Задать мощность связи между сущностями Команда и Игрок, равную "One or more" - 1 или более (тип Р). Предполагается, что установлена идентифицирующая связь.

Присвоить действие RI-триггера "Parent Insert-CASCADE" для того, чтобы при создании новой строки в таблице Команда автоматически создавалась хотя бы одна строка в дочерней таблице Игрок.

Присвоить связи действие RI-триггера "Parent Delete-CASCADE" для того, чтобы при удалении строки из таблицы Команда соответствующая строка или строки из таблицы Игрок тоже удалялись.

ERwin автоматически присваивает каждой связи значение ссылочной целостности, устанавливаемой по умолчанию, прежде чем добавить ее в диаграмму. Режимы RI, присваиваемые ERwin по умолчанию (приведены в табл. 2.4), могут быть изменены в редакторе Referential Integrity Default, который вызывается, если щелкнуть по кнопке RI Defaults диалога Target Server (меню Server/Target Server).

Таблица 2.4. Значения RI, присваиваемые в ERwin no умолчанию, а также возможные оежимы для каждого типа связи

Идентифицирующая связь	Неидентифицирующая связь (Nulls Allowed)	Неидентифицирующая связь (No Nulls)	Категориальная связь
Child Delete Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL, SET DEFAULT		RESTRICT, CASCADE,
NONE
Child Delete Режимы по умолчанию	NONE	NONE	NONE	NONE
Child Insert Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE,		RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE,
NONE	NONE
Child Insert Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	RESTRICT
Child Update Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL,SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Child Update Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	RESTRICT
Parent Delete Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL,SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE,
NONE
Parent Delete Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	CASCADE
Parent Insert Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL,SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Parent Insert Режимы по умолчанию	NONE	NONE	NONE	NONE
Parent Update Возможные режимы	RESTRICT, CASCADE, NONE	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET NULL,SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE, SET DEFAULT	RESTRICT, CASCADE, NONE
Parent Update Режимы по умолчанию	RESTRICT	SET NULL	RESTRICT	CASCADE

Связь многие-ко-многим возможна только на уровне логической модели данных. На рис. 2.31 вверху показан пример связи многие-ко-многим. Врач может принимать много пациентов, пациент может лечиться у нескольких врачей. Такая связь обозначается сплошной линией с двумя точками на концах.

Соглашения

Примем некоторые соглашения для краткости последующего изложения:

· Щелчок - нажатие на левую кнопку мыши.

· Правый щелчок - нажатие на правую кнопку мыши.

· Двойной щелчок - два последовательных нажатия на кнопку мыши

· Выбрать - подвести курсор к соответствующему объекту (элементу диаграммы, пункту меню, пиктограмме) и щелкнуть левой кнопкой мыши.

· Перетащить- выбрать объект и, не отпуская кнопку мыши, переместить курсор в другое положение.

· Запись типа File/Open означает, что нужно выбрать пункт меню File, a затем из раскрывшегося меню - пункт Open.

Рабочий стол ERwin

На рис. 1 представлен рабочий стол программного продукта ERwin фирмы Logic Works.

Рис.1- Рабочий стол Erwin.

На рисунке 1 цифрами обозначено:

1- главное меню;

2- панель инструментов;

3- набор специальных инструментов;

4- панель шрифтов и цветов;

5- поле диаграммы.

Рассмотрим подробнее составные части рабочего стола.

Главное меню содержит команды общего назначения. Заметим, что большинство этих команд дублируются либо пиктограммами панели инструментов, либо пунктами меню, всплывающего по правому щелчку мыши. Поэтому остановимся сейчас на командах, относящихся к общему виду рабочего стола. Пункт Window имеет следующие подпункты:

Toolbar - панель инструментов;

Font & Color Toolbar - панель шрифтов и цветов;

Statusbar - строка состояния;

ERwin Toolbox - набор специальных инструментов.

Если какой-либо из перечисленных пунктов не отмечен, то соответствующий элемент не отображается на рабочем столе. Пункты Option / Show Display Menu и Option / Show Editor Menu добавляют в главное меню дополнительные 1гуш;ты: Display и Editor.

Панель инструментов содержит следующие группы пиктограмм:

Работа с файлами:

Создать новую диаграмму;

Открыть существующую диаграмму;

Отправить диаграмму на печать.

Заметим, что эти пиктограммы дублируются командами пункта главного меню File.

Уровни представления модели:

Уровень сущностей;

Уровень атрибутов;

Уровень описания;

Физический уровень (если нажата эта пиктограмма, то при демонстрации на уровне атрибутов указываются их типы).

Эти инструменты дублируются пунктом меню Display. Он содержит дополнительные уровни представления: Primary Key Level - демонстрируются только первичные ключи, Physical Order Level - атрибуты не делятся на ключевые и неключевые.

Масштабирование:

Уменьшить;

Увеличить;

Без увеличения;

Наиболее мелкий (дальнейшее уменьшение приведет к нечитаемости схемы);

Просмотреть часть (после выбора этого инструмента выделите на рабочем поле фрагмент, который нужно просмотреть).

Все действия этой группы дублируются пунктом Display/ /Zoom.

Работа с сервером:

Сгенерировать скрипт для сервера;

Подключиться к серверу;

Выбрать сервер.

Набор специальных инструментов включает всебя пиктограммы, необходимые для графического построения схемы данных. Он состоит из следующих инструментов:

Выбор объекта;

Манипулирование атрибутами;

Независимая сущность;

Зависимая сущность;

Полное разбиение на категории;

Неполное разбиение на категории;

Идентифицирующая связь «один ко многим»;

Неидентицирующая связь «одой ко многим»;

Связь «многие ко многим»;

Текстовая метка.

КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Создание сущностей

Сущности на концептуальной схеме могут быть зависимыми и независимыми. На диаграмме любая сущность изображается прямоугольником. Над ним располагается имя сущности. Прямоугольник разбит на две части: верхняя - область первичного ключа; нижняя - область остальных атрибутов. При построении сущности прямоугольник первоначально пустой, а имя имеет вид E/n (например, Е/1, Е/2 и т.д.).

Чтобы построить независимую сущность, нужно щелкнуть на соответствующей пиктограмме из набора специальных инструментов, а затем щелкнуть на поле диаграммы в том месте, где должна располагаться создаваемая сущность. Для построения зависимой сущности нужно выбрать инструмент «Зависимая сущность» и щелкнуть на поле диаграммы. Заметим, что прямоугольник, изображающий такую сущность, имеет скругленные углы. При построении диаграммы практически нет необходимости непосредственно задавать зависимые сущности, так как ERwin преобразует обычные сущности в зависимые при организации связей или разбиении на категории.

Если проектировщика не устраивает положение сущности на поле, то нужно выбрать пиктограмму «Указать на объект» из набора специальных инструментов и перетащить сущность на новое место. Для удаления выделенной сущности воспользуйтесь клавишей Delete на клавиатуре. Изменить размеры прямоугольника, изображающего сущность, можно, выбрав пункт главного меню Option / Entity Size. Пункт меню Option / Layout применяется для упорядочения положения сущностей на поле.

Теперь определим имя сущности и характерные для нее атрибуты. Для этого служит пункт Entity-Attribute из меню, всплывающего по правому щелчку мыши. В поле Entity Name открывшегося редактора вводится название сущности. Используя переключатель, можно изменить зависимость сущности. Поле редактирования Primary Key предназначено для ввода наименований атрибутов, составляющих первичный ключ. В поле Non-Key Attributes вводятся неключевые атрибуты. Заметим, что в обоих случаях для отделения атрибутов друг от друга используется клавиша Enter на клавиатуре. На рис. 2 приведен пример независимой сущности.

Рис. 2 - Независимая сущность

Для добавления расширенного описания сущности (Definition) и общего просмотра всех сущностей воспользуйтесь пунктом Report / Entity Browser.

В ERwin существует возможность манипулирования отдельными атрибутами. Для этого выберите пиктограмму «Манипулирование атрибутами». В таком режиме можно:

· Удалить атрибут. Для этого выделите отдельный атрибут и нажмите Delete на клавиатуре.

· Переместить атрибут внутри сущности. Для этого выделите атрибут и, не отпуская клавиши мыши, переместите его на нужное место. Заметим, что таким образом можно перемещать атрибуты как внутри ключевой и неключевой областей, так и между ними.

· Переместить атрибуты между сущностями. Методика этого действия аналогична предыдущей. Если при перемещении атрибута нажата клавиша Ctrl, то он скопируетеся в другую сущность.

Построение связей

Рассмотрим построение связей типа «один ко многим». Для этого выбрать из набора специальных инструментов соответствующую пиктограмму, затем щелкнуть последовательно на родителе и потомке. Идентифицирующая связь изображается сплошной линией и черной точкой у прямоугольника, отображающего потомка. Такая связь характеризуется перенесением первичного ключа родителя в состав идентификатора потомка. На рис. 3 изображена идентифицирующая связь «один ко многим».

Рис.3. – Идентифицирующая связь

Неидентифицирующая связь строится аналогичным образом. Она изображается пунктирной линией и ромбом у прямоугольника, отображающего родителя. Такой ромб означает, что существование родителя необязательно, т.е. поле внешнего ключа может иметь значение nul. Построение неидентифицирущей связи в ERwin характеризуется перенесением первичного ключа родителя в состав неключевых атрибутов потомка. На рис.4 приведена неидентифицирующая связь.

Рис. 4. - Неидентифицирующая связь

Как уже отмечалось, проектирование связи «многие ко многим» приводит к возникновению новой сущности. Пример построения связи этого типа между сущностями first и second приведен на рис. 5.

Рис. 5. - Связь вида "многие ко многим"

Просмотреть и изменить описание связи можно, используя пункт Rela­tionship из меню, всплывающего по правому щелчку мыши на связи. В открывшемся окне указываются:

· Название связи (поле Verb Phrase).

· Тип связи (Relationship Type): идентифицирующая (Identifying) или неидентифицирующая (Non-Identifying).

· Кардинальность связи (Cardinality). ERwin позволяет задать нижеприведенные виды связей.

1. Ноль, один или более. Наличие такой кардинальности не вносит дополнительных обозначений в диаграмму.

2. Один или более. Подобные связи обозначаются буквой Р около прямоугольника, отображающего потомка.

3. Ноль или один. Кардинальность обозначается буквой Z.

4. Заданная. В этом случае поле Exactly должно содержать число, характеризующее кардинальность. Такая связь обозначается числом у прямоугольника, отображающего потомка.

· Возможность существования Null - значений (переключатель Nulls).

· Роль внешнего ключа. В этом случае название роли записывается в поле Role Name. При этом поле Foreign Key редактора содержит конструкцию <имя роли>.<имя первичного ключа родителя>.

Если на диаграмме не отображены имена или кардинальности связи, то необходимо поставить указатели напротив пунктов Display / Verb Phrase и Dis­play /Cardinality.

Для удаления связи нужно выбрать пиктограмму «Указать на объект», щелкнуть на соответствующей связи и нажать Delete на клавиатуре.

Разбиение сущностей на категории в ERwin показано на аналогично рис. 6.

Рис. 6 - Полное разбиение на категории

Для того чтобы построить категории, нужно выполнить следующие действия:

Полностью описать главную сущность;

Построить сущности-категории;

Выбрать пиктограмму полного или неполного разбиения на категории из набора специальных инструментов;

Щелкнуть на главной сущности;

Щелкнуть на одной из категорий;

Для построения каждой последующей категории щелкнуть на знаке категории, а затем на соответствующей сущности.

Для удаления связи одной из категорий с главной сущностью нужно выделить соответствующую ветвь и нажать Delete на клавиатуре. Если необходимо удалить целиком разбиение на категории, укажите на знак категории и нажмите Delete.

ЛОГИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Логическое проектирование начинают с выбора модели данных. Все СУБД, с которыми работает ERwin, являются реляционными, это и определяет выбор модели данных.

Для выбора конкретной СУБД нажмите пиктограмму «Выбрать сервер». В открывшемся окне поместите указатель напротив выбранной СУБД, при необходимости задайте версию. Кроме того, нужно выбрать характеристики полей таблицы (тип и возможность нулевого значения) по умолчанию.

Важным этапом логического проектирования является определение стратегии поддержания целостности информации. Чтобы установить стратегию по умолчанию для различных типов связей, нажмите кнопку Referential Integrity Default в окне выбора СУБД. ERwin предлагает три типа стратегий:

1. Restrict - запрещающая. Она характеризуется запрещением действий со связанными сущностями.

2. Cascade - каскадная. Такая стратегия заключается в осуществлении каскадных операций над связанными сущностями.

3. Set Null - нулевая. Эта стратегия заключается в установлении Null - значения поля.

После выбора СУБД приступим к описанию данных в ее терминах. Для этого нужно выбрать из меню, всплывающего по правому щелчку на сущности, пункт <имя выбранной СУБД> Database Schema. В открывшемся окне можно задать имена таблиц и их полей, а также характеристики этих полей.

На практике часто бывает, что не все связи какого-либо типа определяются одинаковыми стратегиями поддержки ограничений целостности. Для изменения стратегий по конкретной связи воспользуйтесь пунктом Referential Integrity из меню, всплывающего по правому щелчку на связи. Если на диаграмме отсутствует информация о выбранных стратегиях, поместите указатель напротив пункта Display / Referenda Integrity.

Чтобы построить скрипт для выбранной СУБД, нажмите пиктограмму «Сгенерировать скрипт для сервера». При этом ERwin строит схему базы данных согласно определенным таблицам. Если выбранная СУБД поддерживает написание триггеров, то они строятся в зависимости от выбранных стратегий поддержки ограничений целостности.

ФИЗИЧЕСКОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

На этом этапе проектирования добавим дополнительные индексы к полученной схеме. Для этого воспользуйтесь пунктом <имя СУБД> Index меню, всплывающего по правому щелчку на сущности. В открывшемся окне нажмите кнопку New для построения нового индекса, после чего укажите атрибут для него, щелкнув на визуальном изображении этого атрибута. Заметим, что теперь на общей диаграмме атрибуты, по которым построены индексы, отмечены буквами АК. Это значит, что они являются альтернативными ключами.

ЗАДАНИЕ

1. Построить с использованием ERwin концептуальную схему базы данных для органа по сертификации. Описание предметной области приведено ниже.

Орган по сертификации аккредитован на выдачу сертификатов по некоторым видам продукции. Каждый вид продукции описывается кодом (согласно классификатору), наименованием типа (например, молочная продукция) и видом (например, молоко). На каждый вид продукции может существовать несколько нормативных документов, а действие каждого нормативного документа распространяется на несколько видов продукции. Нормативный документ характеризуется уровнем (ГОСТ, ОСТ и т.п.), номером и названием.

Сертификат выдается только на один вид продукции и только одному клиенту. Один и тот же клиент может обращаться в орган по сертификации несколько раз, поэтому нужно хранить информацию о клиентах (код организации, ее наименование, адрес и телефон).

Клиент может обратиться в орган по сертификации с одним из двух видов заявления на сертификацию: заявкой или декларацией. В зависимости от этого оформляются различные виды внутренней документации и хранится различная информация.(Таблица1)

Таблица 1

При этом нумерация заявок и деклараций является сквозной. Это значит, что если есть заявка под номером, то декларации под этим номером быть не должно.

Орган по сертификации хранит информацию о своих сотрудниках (личный код, фамилия, должность и адрес). Кроме того, необходимо знать, какую именно работу и по какому заявлению выполнил сотрудник. Работы, проводимые по заявлению, могут быть четырех видов: оформить заявление, принять решение по заявке, принять решение о выдаче сертификата, выдать сертификат. По одному и тому же заявлению различные виды работ могут выполнять разные сотрудники. В концептуальной схеме обязательно должно присутствовать разбиение на категории. Кроме того, необходимо использовать роли внешних ключей.

2. Преобразовать концептуальную схему в таблицы выбранной СУБД с использованием ERwin. Построить триггеры.

3. Создать для базы данных трех пользователей со следующими правами:

1) «Отчеты» - право чтения на всю информацию (другие права отсутствуют);

2) «Справочники» - все права на информацию о сотрудниках, клиентах, продукции и нормативных документах;

3) «Документация» - все права на информацию о внутренней документации органа по сертификации и клиентах; право чтения на данные о продукции и нормативных: документах.

Отчет должен содержать:

Распечатку концептуальной схемы из ERwin;

Обоснование выбора стратегий поддержки ограничений целостности базы;

Структуру таблиц и триггеров;

Описание средств создания пользователей базы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие виды связей могут существовать в предметной области?

2. Как устранить из схемы базы данных связь вида «многие ко многим»?

3. В чем различие идентифицирующей и неидентифицирующей связей?

4. В каких случаях возникает необходимость описания ролей внешних ключей?

5. Чем можно обосновать выделение категорий?

6. В чем различие полного и неполного разделения на категории?

7. Какие виды стратегий поддержки ограничений целостности применялись при выполнении лабораторной работы?

Список используемой литературы

1. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных.- Учеб. пособие: Пер.с англ. – 6-е изд. – М.и др.: Вильямс, 2000. – 846 с.

2. Робинсон С. Microsoft Access 2000: учеб. курс: пер. с англ. – СПБ.: Питер, 2001. – 511 с.

3. Кузнецов С.Д. Основы баз данных: Курс лекций: Учеб. пособие.М.:Интернет-ун-т Информ. технологий, 2005.-484 с.

4. Гофман В.Э.,Хомоненко А.Д. Работа с базами данных в Delphi. СПБ.:Dhv,2002.-656 с.

5. Маклаков С.В. Bpwin и Erwin. Cаse-средства разработки информационных систем.-М.:Диалог-Мифи, 2003.-254с.

6. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование:Учеб. пособие для вузов.-2-е изд.-СПБ.:БХВ-Петербург,2006.-517 с.

Возможны две точки зрения на информационную модель и, соответственно, два уровня модели. Первый - логический уровень (точка зрения пользователя) означает прямое отображение фактов из реальной жизни. Например, люди, столы, отделы, собаки и компьютеры являются реальными объектами. Они именуются на естественном языке, с любыми разделителями слов (пробелы, запятые и т.д.). На физическом уровне модели рассматривается использование конкретной СУБД, определяются типы данных (например, целое или вещественное число), индексы для таблиц.

ERwin предоставляет возможности создавать и управлять этими двумя различными уровнями представления одной диаграммы (модели), равно как и иметь много вариантов отображения на каждом уровне. Термин "логический уровень" в ERwin соответствует концептуальной модели.

Этапы построения информационной модели:

· определение сущностей;

· определение зависимостей между сущностями;

· задание первичных и альтернативных ключей;

· определение атрибутов сущностей;

· приведение модели к требуемому уровню нормальной формы;

· переход к физическому описанию модели: назначение соответствий имя сущности - имя таблицы, атрибут сущности - атрибут таблицы;

· задание триггеров, процедур и ограничений;

· генерация базы данных.

Erwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения документации, необходимой в цикле разработки. Однако ERwin далеко не только инструмент для рисования. ERwin автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).

Создание сущности.

Для внесения сущности в модель необходимо щелкнуть по кнопке сущности на панели инструментов (Erwin Toolbox) , затем - по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Editor, можно вызвать диалог Entity Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности.

Каждая сущность должна быть полностью определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Эти определения полезны как на логическом уровне, поскольку позволяют понять, что это за объект, так и на физическом уровне, поскольку их можно экспортировать как часть схемы и использовать в реальной БД (CREATE COMMENT on entity_name). Закладки Note, Note2, Note3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев и определений к сущности.

В закладке Icon каждой сущности можно поставить в соответствие изображение, которое будет отображаться в режиме просмотра модели на уровне иконок и изображение, которое будет отображаться на всех других уровнях.

Закладка UDP диалога Entity Editor служит для определения свойств, определяемых пользователем (User - Defined Properties). При нажатии на кнопку этой закладки вызывается диалог User - Defined Property Editor (также вызывается из меню Edit/UDPs). В нем необходимо указать вид объекта, для которого заводится UDP (диаграмма в целом, сущность, атрибут и т.д.) и тип данных. Для внесения нового свойства следует щелкнуть в таблице по кнопке и внести имя, тип данных, значение по умолчанию и определение.

Создание атрибутов

Для описания атрибутов следует, щелкнув правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attribute Editor. Появится диалог Attribute Editor.

Если щелкнуть по кнопке New, то в появившемся диалоге New Attribute можно указать имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен. Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели.

Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attribute Editor необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.

Закладки Definition, Note и UDP несут те же функции, что и при определении сущности, но на уровне атрибутов.

Для большей наглядности диаграммы каждый атрибут можно связать с иконкой. Это можно сделать при помощи списка выбора Icon в закладке General.

Очень важно дать атрибуту правильное имя. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое значение.

Согласно синтаксису IDEF1X, имя атрибута должно быть уникальным в рамках модели (а не только в рамках сущности!). По умолчанию при попытке внесения уже существующего имени атрибута ERwin переименовывает его. Например, если атрибут Комментарий уже существует в модели, другой атрибут (в другой сущности) будет назван Комментарий/2, затем Комментарий/3 и т.д.

При переносе атрибутов внутри и между сущностями можно воспользоваться техникой drag&drop, выбрав кнопку в палитре инструментов.

Создание связи.

Для создания новой связи следует выбрать идентифицирующую или неидентифицирующую связь в палитре инструментов (ERwin Toolbox), щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности.

В палитре инструментов кнопка соответствует идентифицирующей связи, кнопка связи многие-ко-многим и кнопка соответствует неидентифицирующей связи. Для редактирования свойств связи следует щелкнуть правой кнопкой мыши по связи и выбрать на контекстном меню пункт Relationship Editor.

В закладке General появившегося диалога можно задать мощность, имя и тип связи.

Мощность связи (Cardinality) - служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Различают четыре типа мощности:

общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности, не помечается каким-либо символом;

символом P помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

цифрой помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

По умолчанию символ, обозначающий мощность связи, не показывается на диаграмме. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Cardinality.

Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая).

В IDEF1X различают зависимые и независимые сущности. Тип сущности определяется ее связью с другими сущностями. Идентифицирующая связь устанавливается между независимой (родительский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущностями. Когда рисуется идентифицирующая связь, ERwin автоматически преобразует дочернюю связь в зависимую. Зависимая сущность изображается прямоугольником со скругленными углами.

Экземпляр зависимой сущности определяется только через отношение к родительской сущности. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополнения атрибутов дочерней сущности при создании связи называется миграцией атрибутов. В дочерней сущности новые атрибуты помечаются как внешние ключи - (FK).

При установлении неидентифицирующей связи дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов дочерней. Неидентифицирующая связь служит для связи независимых сущностей.

Идентифицирующая связь показывается на диаграмме сплошной линией с жирной точкой на дочернем конце связи, неидентифицирующая - пунктирной.

Для неидентифицирующей связи можно указать обязательность (Nulls в закладке General диалога Relationship Editor). В случае обязательной связи (No Nulls) при генерации схемы БД атрибут внешнего ключа получит признак NOT NULL, несмотря на то, что внешний ключ не войдет в состав первичного ключа дочерней сущности. В случае необязательной связи (Nulls Allowed) внешний ключ может принимать значение NULL. Необязательная неидентифицирующая связь помечается прозрачным ромбом со стороны родительской сущности

Имя связи (Verb Phrase) - фраза, характеризующая отношение между родительской и дочерней сущностями. Для связи один-ко-многим идентифицирующей или неидентифицирующей достаточно указать имя, характеризующей отношение от родительской к дочерней сущности (Parent-to-Child). Для связи многие-ко-многим следует указывать имена как Parent-to-Child, так и Child-to-Parent. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Verb Phrase.

Имя роли или функциональное имя (Rolename) - это синоним атрибута внешнего ключа, который показывает, какую роль играет атрибут в дочерней сущности. Задать имя роли можно в закладке Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor.

Рис.1. Имена ролей внешних ключей

В примере, приведенном на рис. 1, в сущности Сотрудник внешний ключ Номер отдела имеет имя роли "Где работает", которое показывает, какую роль играет этот атрибут в сущности. По умолчанию в списке атрибутов показывается только имя роли. Для отображения полного имени атрибута (как функционального имени, так и имени роли) следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Entities и затем включить опцию Rolename/Attribute. Полное имя показывается как функциональное имя и базовое имя, разделенные точкой (рис. 1).

Обязательным является применение имен ролей в том случае, когда два или более атрибутов одной сущности определены по одной и той же области, т.е. они имеют одну и ту же область значений, но разный смысл.

Рис.2. Случай обязательности имен ролей

На рис.2 сущность Продажа валюты содержит информацию об акте обмена валюты, в котором участвуют две валюты - проданная и купленная. Информация о валютах содержится в сущности Валюта. Следовательно, сущности Продажа валюты и Валюта должны быть связаны дважды, и первичный ключ - Номер валюты должен дважды мигрировать в сущность Валюта в качестве внешнего ключа. Необходимо различать эти атрибуты, которые содержат информацию о номере проданной и купленной валюты (имеют разный смысл), но ссылаются на одну и ту же сущность Валюта (имеют общую область значений). В примере на рис.2 атрибуты получили имена ролей Проданная и Купленная.

Другим примером обязательного применения имен ролей являются рекурсивные связи, когда одна и та же сущность является и родительской и дочерней одновременно.

Правила ссылочной целостности (Referential Integrity (RI)) - логические конструкции, которые выражают бизнес-правила использования данных и представляют собой правила вставки, замены и удаления. Задать правила ссылочной целостности можно в закладке Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor.

При генерации схемы БД на основе опций логической модели будут сгенерированы правила декларативной ссылочной целостности, которые должны быть предписаны для каждой связи, и триггеры, обеспечивающие ссылочную целостность.

Рис.3. Миграция имен ролей

На рис.3 существует идентифицирующая связь между сущностями Команда и Игрок. Что будет, если удалить команду? Экземпляр сущности Игрок не может существовать без команды (атрибут первичного ключа В какой команде играет. Номер команды не может принимать значение NULL), следовательно нужно либо запретить удаление команды, пока в ней числится хотя бы один игрок, либо удалять вместе с командой и всех ее игроков. Такие правила удаления (Parent Delete) называются Parent Restrict (ограничение) и Parent Cascade (каскад). Сущности Игрок и Гол, в свою очередь, тоже связаны идентифицирующей связью и, если на удаление игрока наложено правило каскадного удаления всех записей о его голах, то при удалении команды будут удалены все игроки команды и все голы, забитые этими игроками.

Связь многие-ко-многим возможна только на уровне логической модели данных. Такая связь обозначается сплошной линией с двумя точками на концах. Для внесения связи следует сначала нажать на кнопку в палитре инструментов (ERwin Toolbox), а затем по очереди щелкнуть по обеим связанным сущностям.

Связь многие-ко-многим должна именоваться (Verb Phrase) двумя фразами - в обе стороны. Это облегчает чтение диаграммы.

Создание ключей.

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов.

Первичный ключ (primary key) - это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующие экземпляр сущности. Атрибуты первичного ключа на диаграмме не требуют специального обозначения - это те атрибуты, которые находятся в списке атрибутов выше горизонтальной линии. При внесении нового атрибута в диалоге Attribute Editor для того, чтобы сделать его атрибутом первичного ключа, нужно включить флажок Primary Key в нижней части закладки General. На диаграмме ключевой атрибут можно внести в состав первичного ключа, воспользовавшись режимом переноса атрибутов (кнопка в палитре инструментов).

В одной сущности может оказаться несколько атрибутов или наборов атрибутов, претендующих на роль первичного ключа. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Ключи могут быть сложными, т.е. содержащими несколько атрибутов. Сложные первичные ключи не требуют специального обозначения - это список атрибутов выше горизонтальной линии. При выборе первичного ключа предпочтение должно отдаваться более простым ключам, т.е. ключам, содержащим меньшее количество атрибутов.

Многие сущности имеют только один потенциальный ключ. Такой ключ становится первичным. Некоторые сущности могут иметь более одного возможного ключа. Тогда один из них становится первичным, а остальные - альтернативными ключами.

Альтернативный ключ (Alternative Key) - это потенциальный ключ, не ставший первичным.

Каждому ключу соответствует индекс, имя которого также присваивается автоматически. Имена ключа и индекса при желании можно изменить вручную.

На диаграмме атрибуты альтернативных ключей обозначаются как (Akn.m.), где n - порядковый номер ключа, m - порядковый номер атрибута в ключе. Когда альтернативный ключ содержит несколько атрибутов, (Akn.m.) ставится после каждого.

Рис.4. Сущность "Сотрудник" с отображением ключей

Внешние ключи (Foreign Key) создаются автоматически, когда связь соединяет сущности: связи образуют ссылку на атрибуты первичного ключа в дочерней сущности и эти атрибуты образуют внешний ключ в дочерней сущности (миграция ключа). Атрибуты внешнего ключа обозначаются символом (FK) после своего имени (рис.4). Атрибуты внешнего ключа Где работает.Номер отдела ("Где работает" - имя роли) сущности Сотрудник является атрибутом первичного ключа (PK) в сущности Отдел.

Зависимая сущность может иметь один и тот же ключ из нескольких родительских сущностей. Сущность может также получить один и тот же внешний ключ несколько раз от одного и того же родителя через несколько разных связей. Когда ERwin обнаруживает одно из этих событий, он распознает, что два атрибута одинаковы, и помещает атрибуты внешнего ключа в зависимой сущности только один раз. Это комбинирование или объединение идентичных атрибутов называется унификацией.

Есть случаи, когда унификация нежелательна. Например, когда два атрибута имеют одинаковые имена, но на самом деле они отличаются по смыслу, и необходимо, что бы это отличие отражалось в диаграмме. В этом случае необходимо использовать имена ролей внешнего ключа (рис.2).

Домены.

Домен можно определить как совокупность значений, из которых берутся значения атрибутов. Каждый атрибут может быть определен только на одном домене, но на каждом домене может быть определено множество атрибутов. В понятие домена входит не только тип данных, но и область значений данных. Например, домен "Возраст" можно определить как положительное целое число и определить атрибут Возраст сотрудника как принадлежащий этому домену.

В ERwin домен может быть определен только один раз и использоваться как в логической, так и в физической модели.

На логическом уровне домены можно описать без конкретных физических свойств. На физическом уровне они получают специфические свойства, которые можно изменить вручную. Так, домен "Возраст" может иметь на логическом уровне тип Number, на физическом уровне домену будет присвоен тип INTEGER.

Для создания домена в логической модели служит диалог Domain Dictionary Editor. Его можно вызвать из меню Edit/Domain Dictionary по кнопке, расположенной в верхней левой части закладки General диалога Attribute Editor. Для создания нового домена в диалоге Domain Dictionary Editor следует:

· щелкнуть по кнопке New. Появляется диалог New Domain;

· выбрать родительский домен из списка Domain Parent. Новый домен можно создать на основе уже созданного пользователем домена, либо на основе изначально существующего. По умолчанию Erwin имеет четыре предопределенных доменов (String, Number, Blob, Datetime). Новый домен наследует все свойства родительского домена. Эти свойства в дальнейшем можно переопределить;

· набрать имя домена в поле Logical Name. Можно также указать имя домена на физическом уровне в поле Physical Name. Если физическое имя не указано, по умолчанию оно принимает значение логического имени;

· щелкнуть по кнопке OK;

В диалоге Domain Dictionary Editor можно связать домен с иконкой, с которой он будет отображаться в списке доменов (Domain Icon), иконкой, с которой атрибут, определенный на домене будет отображаться в модели (Icon Inherited by Attribute).

Каждый домен может быть описан в закладке Definition, снабжен комментарием в закладке Note или свойством определенным пользователем в закладке UDP.

ERwin имеет специальный инструмент, который значительно облегчает создание новых атрибутов в модели, используя описание доменов, - Independent Attribute Browser. Этот диалог вызывается (и скрывается) по горячему ключу CTRL+B. С его помощью можно выбрать в списке домен и по методу drag&drop перенести его в какую-либо сущность. В ней будет создан новый атрибут с именем, которое следует задать в окне Name Inherited by Attribute диалога Domain Dictionary Editor. Если значение поля не задано, по умолчанию принимается имя домена.

На физическом уровне диалог Domain Dictionary Editor позволяет редактировать физические свойства домена. Имя этой закладки зависит от выбранного сервера БД. На ней можно задать конкретный тип данных, соответствующих домену, правила присвоения NULL - значений, правила валидации (правила проверки допустимых значений) и задания значения по умолчанию. Правила валидации и значения по умолчанию должны быть предварительно описаны и именованы. Для вызова диалогов редактирования правил валидации и значений по умолчанию служат кнопки справа от соответствующего списка выбора (Valid и Default).

Функции других закладок диалога Domain Dictionary Editor:

General. Задание родительского домена (Domain Parent) и имени, присваиваемого колонке при ее создании с помощью Independent Column Browser. С помощью опции Phisical Only домен можно определить только на уровне физической модели.

Comment. Внесение комментария к атрибуту.

UDP . Свойства, определяемые пользователем.

Visual Basic - PowerBuilder. Задание специальных свойств домена для кодогенерации клиентского приложения.

Задание на выполнение.

На основе ранее созданной функциональной модели и описания предметной области создать логическую модель с использованием пакета ERwin.

Лабораторная работа № 7.
Основы работы в Erwin. Подготовка физической модели данных для генерации БД

1. Цель работы: освоение принципов подготовки физической модели данных для генерации системного каталога БД.