Предметная область и её моделирование

Предметная область — это часть реального мира, рассматриваемая в рамках определённой деятельности. Например, можно рассматривать такие предметные области, как школа, библиотека, поликлиника, кинотеатр, склад и т. д.

В предметной области можно выделить некоторые объекты (классы объектов) и зафиксировать их свойства (атрибуты).

Объект предметной области — это факт, лицо, событие, предмет, о котором могут быть собраны данные.

Информационный объект или сущность — это описание некоторого класса реальных объектов в виде совокупности свойств.

Сущность предметной области — это класс объектов предметной области; по сути, это совокупность однотипных объектов.

Примерами объектов (с точки зрения внешнего мира) или сущностей (с точки зрения БД) являются ученик, класс, кабинет, время занятий и т. д. Сущность УЧЕНИК может быть представлена в БД с помощью следующих атрибутов: номер личного дела, фамилия, имя, отчество, год рождения. Это можно записать так:

УЧЕНИК (НОМЕР ЛИЧНОГО ДЕЛА, ФАМИЛИЯ, ИМЯ, ОТЧЕСТВО, ГОД РОЖДЕНИЯ).

Между объектами, а следовательно, и между соответствующими им сущностями могут существовать связи одного из следующих типов:

«один к одному» (обозначается 1 : 1);
«один ко многим» (обозначается 1 : М);
«многие к одному» (обозначается М : 1);
«многие ко многим» (обозначается М : М).

Связь 1 : 1 имеет место, когда одному экземпляру одной сущности соответствует один экземпляр другой сущности. Такая связь может быть установлена между сущностями ВЫПУСКНИК_ ШКОЛЫ и АТТЕСТАТ: каждый выпускник школы получает аттестат о среднем образовании и каждый аттестат принадлежит одному выпускнику.

Связь 1 : М имеет место, когда одному экземпляру одной сущности может соответствовать несколько экземпляров другой сущности. Например, у матери может быть несколько детей; в одном кинотеатре может быть несколько залов; в одном классе, как правило, множество учеников.

Связь М : 1 является противоположной к связи 1 : М; она имеет место, когда нескольким экземплярам одной сущности соответствует один экземпляр другой сущности. Например, несколько учеников учатся в одном классе.

Связь М : М имеет место, когда нескольким экземплярам одной сущности соответствует несколько экземпляров другой сущности. Например, многие ученики получают много разных оценок; каждый учитель, преподающий в 11 классе, обучает многих учащихся, а каждый учащийся 11 класса обучается у нескольких учителей; один автор может написать несколько книг, и, в то же время, одна книга может быть написана несколькими авторами.

Существуют связи, которыми каждый экземпляр одной сущности обязательно связан с одним или несколькими экземплярами другой сущности. Например, связь между сущностями КЛАСС и УЧЕНИК такова, что каждый ученик принадлежит к определённому классу, и каждый класс состоит из определённой группы учеников. Возможны связи, при которых каждый экземпляр одной сущности не обязательно связан хотя бы с одним экземпляром другой сущности.

Для создания БД необходимо, прежде всего, построить модель её предметной области, определив, данные о каких объектах будут в ней храниться и какие связи между этими данными необходимо учесть.

Модель предметной области, включающую в себя сущности, их атрибуты и связи между сущностями называют моделью «сущность-связь», или ER-моделью (от англ. Entity-Relationship — сущность-связь).

Для большей наглядности при создании моделей «сущность-связь» пользуются условными графическими обозначениями: сущности изображаются в виде прямоугольников, атрибуты — в виде эллипсов, связи — в виде ромбов.

Построим модель «сущность-связь» для предметной области «Авиаперелёты», в которой рассмотрим две сущности: ПАССАЖИР и БИЛЕТ (рис. 3.23).

Модель «сущность-связь» предметной области «Авиаперелёты »

Каждый пассажир, собирающийся лететь, например, в Париж, имеет билет. Двух одинаковых билетов, как и двух одинаковых пассажиров, не существует. Сущность ПАССАЖИР в данной модели характеризуется свойствами: ФАМИЛИЯ, ИМЯ и ДОКУМЕНТ, удостоверяющий личность. Атрибуты сущности БИЛЕТ — РЕЙС, ДАТА, ВРЕМЯ, РЯД, МЕСТО и НОМЕР БИЛЕТА. Между сущностями ПАССАЖИР и БИЛЕТ существует связь Имеет. Это связь «один к одному»; соответствующие обозначения находятся над линиями связи возле прямоугольников сущностей. Эта связь является обязательной (сплошная линия на схеме) для сущности ПАССАЖИР (для того чтобы быть пассажиром, человек должен иметь билет) и необязательной (пунктирная линия на схеме) для сущности БИЛЕТ, поскольку не все билеты на рейс могут быть проданы.