Моделирование базы данных

Моделирование базы данных

Цель работы: изучение методик анализа предметной области, концептуаль- ного и логического моделирования БД.

Задачи работы:

1. Опишите все сущности и связи между ними на формализованном

языке описания предметной области.

2. Выполните нормализацию данных.

3. Опишите условия целостности данных.

Ход работы:

Концептуальная модель БД - это модель, описывающая структуры БД в общих, не связанных с какой-либо конкретной СУБД понятиях. Чаще всего для такого описания используется так называемая ER-диаграмма, или, иначе, модель "сущности - связи", описывающая БД с помощью понятий сущности, связей и ссылочной целостности.

Рассмотрим процесс создания базы данных на конкретном примере - создадим базу данных «Учебный процесс» для решения задачи автоматизации учета успеваемости студентов и посещений студентами занятий в семестре.

Сущность - объект, характеризующий какую-либо сторону описываемого явления, обладающий относительной самостоятельностью, описание которого должна сохраняться на носителях.

Сущности описываются атрибутами - поименованными характеристиками, определяющими какая информация должна быть отображена в ней. Наименование атрибута должно быть уникальным для конкретного типа сущности, но может быть одинаковым для различных сущностей. Каждый представитель сущности называется ее экземпляром.

Для нашей задачи относительной самостоятельностью обладают следующие группы данных, которые мы и выделим в качестве сущностей:

- Преподаватели - специалисты - работники института, преподающие какую-л. дисциплину.

- Дисциплины - самостоятельные отрасли, разделы какой-л. науки, преподава- емые на занятиях в институте.

- Занятия - учебные часы (лекции, семинары, лабораторные работы) по какой-л. дисциплине.

- Студенты - учащиеся в институте.

- Пропуски - факты отсутствия студентов на занятиях.

- Группы - совокупности студентов, учащихся на одном курсе и на одной специальности.

- Контроль - итоговый контроль знаний студентов по дисциплинам (зачеты, экзамены).

- Успеваемость - степень усвоения дисциплин студентами.

Определим эти сущности атрибутами:

- ПРЕПОДАВАТЕЛИ (Фамилия, Имя, Отчество)

- ДИСЦИПЛИНЫ (Название, Вид Занятия, Преподаватель)

- ГРУППЫ (Номер, Количество студентов, Специализация)

- СТУДЕНТЫ (Фамилия, Имя, Отчество)

- ЗАНЯТИЯ (Дисциплина, Дата, Номер пары)

- ПРОПУСКИ (Занятие, Студент)

- УСПЕВАЕМОСТЬ (Студент, Результат)

Признаки обязательностей связей между сущностями описываются условиями ссылочной целостности, разрешающими или нет существование информации о каком-либо экземпляре в первой сущности при отсутствии таковой в связанной сущности. Условия ссылочной целостности проверяются средствами СУБД при выполнении следующих операций:

1. добавлении новых экземпляров. Например: добавление новой группы ничем не ограничивается, но нового студента можно ввести только для существующей группы;

2. удалении экземпляров из сущностей. Например: удаление пропусков студента не ограничено, но удаление студента должно повлечь удаление всех связанных с ним пропусков занятий;

3. обновлении экземпляров. Например: редактирование номера группы в сущности ГРУППЫ должно привести к соответствующему изменению данных для всех студентов этой группы, изменение номера группы для студентов должно повлечь проверку существования такого номера, и, в случае отсутствия такового, запретить изменение.

Аналогично, рассмотрим другие связи и окончательно получим следующую инфологическую модель:

Нотация Чена

Нотация Баркера