ДИСЦИПЛІНА БАЗИ ДАНИХ ЛЕКЦІЯ 3 Моделювання даних доц. Мазурова О. О. , ст. викл. Широкопетлєва М. С. Кафедра Програмної інженерії, факультет Комп’ютерних наук, ХНУРЕ 1
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Мета лекції: Розглянути рівні моделювання предметної галузі, концептуальні, логічні та фізичні описання, поняття суттєвості, атрибуту, ключів та зв’язків. Зміст: q Предметна галузь та рівні її моделювання. q Модель даних. q Концептуальні, логічні та фізичні описання. q Суттєвість, атрибут. q Ідентифікація даних. q Ключі, зв’язки. q Типи зв’язків. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 2
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Архітектура систем баз даних Зовнішній рівень Концептуальний рівень Внутрішній рівень n Внутрішній рівень – найбільш близок до фізичного зберігання, пов’язан зі способами зберігання інформації на фізичних пристроях; n Зовнішній рівень – найбільш близок до користувачів, пов’язан зі способами надання даних для окремих користувачів; n Концептуальний рівень – пов’язан з узагальненим наданням інформації у користувачів. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 3
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Рівні моделювання при створенні БД Зовнішній рівень Предметна область - частина реального світу, данні про яку ми хочемо відобразити в базі даних. Концептуальний рівень Концептуальна модель предметної області – наші знання про предметну область; надається у вигляді основних понять (концептів) предметної області та зв’язків меж ними. Логічна модель даних – описує за допомогою тієї або іншої формальної моделі не тільки поняття предметної області та їх взаємозв’язки, але й обмеження на данні, що накладуються предметною областтю. Внутрішній рівень Фізична модель даних – описує дані засобами конкретної СУБД. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 4
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Приклади моделей предметної області Предметна область – діяльність підприємства. Працюють в Концептуальна модель Співробітники предметної області Виконують завдання в Відділи Проекти Логічна модель даних Фізична модель даних © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 5
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Предметна область Фрагмент1 Об’єкти Фрагментi Процеси Фрагментn Користувачі © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 6
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Аналіз предметної галузі - виділити фрагменти предметної області, що пов’язані з видами діяльності або підрозділами, для підтримки яких створюється ІС; - виділити об’єкти, процеси та користувачів; - виділити інформаційні потреби та результати діяльності кожної групи користувачів та підрозділів; - виділити загальні характеристики процесів споживання та обробки інформації. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 7
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Аналіз діяльності підприємства Фрагменти предметної області, що пов’язані: - з діяльністю відділу кадрів (облік співробітників); -- з діяльністю бухгалтерії (нарахування зарплатні); -- з керівництвом підприємством (закріплення завдань за співробітниками). Перелік майбутніх користувачів системи: -Співробітники відділу кадрів; -Бухгалтера; -Менеджер/керівник підприємства. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 8
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Аналіз діяльності підприємства Об’єкти, процеси та користувачи: 1) фрагмент, що пов’язаний з діяльністю відділу кадрів: - об’єкти: відділи, співробітники; - процеси: зарахування на роботу та звільнення співробітників; - користувачи: співробітники відділу кадрів; 2) фрагмент, що пов’язаний з діяльністю бухгалтерії; 3) … Інформаційні потреби та результати діяльності кожної групи користувачів та підрозділів: 1) відділ кадрів: - потребує паспортну інформацію, ідентифікаційний код, інформацію з трудової книжки, …; - в результаті формує накази на нагородження, … … 9
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Аналіз діяльності підприємства Загальні характеристики процесів споживання та обробки інформації: 1) відділ кадрів: 2) - паспортна інформація, ідентифікаційний код, інформація з трудової книжки вносяться вручну; 3) - накази формуються в електронному вигляді та друкуються для підпису, … © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 10
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Моделі даних для створення БД Концептуальна модель предметної області: - ER-модель (“модель сутність-зв’язок“) Логічна модель даних : - мережна модель даних; - ієрархічна модель даних; - реляційна модель даних; - тощо; Фізична модель даних © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 11
БД. Лекція № 4. Моделювання даних Модель даних - інструментар для відображення предметної області, визначається: 1) Дозволеною організацією даних; 2) Обмеженнями цілістності (семантикою); 3) Множиною операцій, що дозволені над об’єктами моделі даних. ь Організація даних визначається розмаїтністю та кількістю типів об’єтів моделі даних. ь Обмеження цілістності визначають обмеження на значення даних та існуючи асоціації. ь Множина операцій визначає операції вибірки даних та операції, що змініють стан БД. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПЗ ЕОМ, тел. 70 -21 -446, e-mail: software@kture. kharkov. ua 12
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Сутності та атрибути Сутність – любий об’єкт, що відрізняється один від одного, інформацію про який необхідно зберігати в базі даних. Тип сутності має відношення до набору однорідних предметів (ВІДДІЛ, СПІВРОБІТНИК). Екземпляр сутності має відношення до конкретної речі в наборі (Відділ № 1, Іванов І. І. ). Атрибут – характеристика сутності, що має ім’я (Номер відділу, телефон, ПІБ співробітника) © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 13
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Ключи Ключ – мінімальний набір атрибутів, за значеннями яких можна однозначно знайти (ідентифікувати) екземпляр сутності, що потребується. ФИО студента Номер зачетки Номер паспорта Идент. код Номер группы Дата роджения Номер в группе Адрес © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 14
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Можливий ключ - атрибут або деяка підмножина атрибутів, яка унікальна, тобто єдиним чином визначає екземпляри сутності. (унікальность - не існує двох екземплярів сутності, в яких значення цієї підмножини атрибутів збігаються (рівні)). Атрибуты Возможный ключ ФИО студента Номер зачетки Номер паспорта Идентификационный код Номер в группе, Номер группы ФИО студента, Дата роджения ФИО студента, Адрес Номер в группе Адрес © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 15
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Потенційний ключ – підмножина атрибутів сутності, що задовольняє вимогам унікальності і мінімальності. (мінімальность - у складі потенційного ключа відсутня менша підмножина атрибутів, що задовольняє умові унікальності (якщо з потенційного ключа прибрати будь-який атрибут, він втратить властивість унікальності). Возможный ключ Номер зачетки Потенциальный ключ Номер зачетки Номер паспорта Идентификационный код Номер в группе, Номер группы ФИО студента, Дата роджения ФИО студента, Адрес © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 16
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Первинні та зовнішні ключи Первинний ключ – мінімальний можливий ключ, один з потенційних ключів. Відповідно, усі потенційні ключі, що не ввійшли до складу первинного ключа, є альтернативними ключами. Зовнішній ключ – атрибут або підмножина атрибутів однієї сутності, яка виступає в якості первинного ключа для іншої сутності. Потенциальный ключ Номер зачетки Первичный ключ Номер зачетки Номер паспорта Идентификационный код Студент Номер зачетки ФИО студента * Номер паспорта Идентификационный код Номер группы Дата рождения Номер в группе Адрес Оценка Номер ведомости Номер студента * * Номер зачетки Дата экзамена Предмет Оценка 17
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Ключи Простий ключ – первинний ключ, який складається лише з одного атрибута. Складовий ключ – первинний ключ, який складається з двох або більше атрибутів. Сурогатний ключ - це додатковий атрибут, доданий до вже наявних атрибутів сутності, єдине призначення якого - служити первинним ключем. Значення цього атрибуту не утворюється на основі будь-яких інших даних з БД, а генерується штучно. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 18
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Зв’язок та види зв’зків Зв’язок – асоціювання двох або больш сутностей. Один-до-одного (1: 1) – в кожну мить часу кожному екземпляру сутності А відповідає 1 або 0 екземплярів сутності В. Один-до-багатьох (1: М) – в кожну мить Чоловік Традиційний брак (1: 1) Чоловік часу кожному екземпляру сутності А відповідає 0, 1 або декілька екземплярів сутності В. Багато-до-багатьох (M: N) – між сутностями А та В зв’язок 1: М існує в обох напрямках. Жінка Гарем (1: M) Чоловік Жінка «Шведська сім’я» (N: M) © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 19
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Приклади зв’язків Студент (1: М) Номер зачетки * ФИО студента Номер паспорта Идентификационный код Номер группы Дата рождения 111111 Иванов И. И. МК 11111 1234567 ПИ-11 -1 12. 03. 1994 222222 Иванов И. И. МЛ 22222 2345678 ПИ-11 -2 9. 06. 1994 333333 Палов П. П. МН 33333 3456789 ПИ-11 -1 23. 11. 1994 … … … … Оценка Номер ведомости * Номер студента * Номер зачетки Дата экзамена Предмет Оценка 234 1 111111 25. 12 БД 100 234 2 222222 25. 12 БД 99 234 3 333333 25. 12 БД 98 345 1 111111 28. 12 Англ. яз. 88 345 2 222222 28. 12 Англ. яз. 99 1 121212 20. 12. 11 КИНФ 75 … … 456 20
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Приклади зв’язків Студент (1: 1) Номер зачетки * ФИО студента Номер паспорта Идентификационный код Номер группы Дата рождения 111111 Иванов И. И. МК 11111 1234567 ПИ-11 -1 12. 03. 1994 222222 Иванов И. И. МЛ 22222 2345678 ПИ-11 -2 9. 06. 1994 333333 Палов П. П. МН 33333 3456789 ПИ-11 -1 23. 11. 1994 … … … … Личное дело Номер зачетки* ФИО отца ФИО матери 111111 Иванов И. А. Иванова И. С. 222222 Иванов И. П. Иванова К. М. 333333 Павлов П. В. Павлова Р. А. 21
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Приклади зв’язків Студент (M: N) Номер зачетки * ФИО студента Номер паспорта Идентификационный код Номер группы Дата рождения 111111 Иванов И. И. МК 11111 1234567 ПИ-11 -1 12. 03. 1994 222222 Иванов И. И. МЛ 22222 2345678 ПИ-11 -2 9. 06. 1994 … … … Номер ведомости * Номер студента * Номер зачетки Дата экзамена Предмет Оценка 234 1 111111 25. 12 БД 100 234 2 222222 25. 12 БД 99 345 1 111111 28. 12 Англ. яз. 88 345 2 222222 28. 12 Англ. яз. … 99 … Оценка … Предмет * Полное название Кафедра Объем предмета(час. ) БД Базы данных ПИ 180 Англ. яз. Английский язык Ин. яз. 270 22
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Концептуальне моделювання (КМ) предметної області - моделювання понять (концептів) і концептуальних структур предметної області Основні етапи концептуального моделювання - огляд та вивчення галузі використання інформаційної системи; - формування та аналіз кола функцій та задач інформаційної системи; - виявлення основних об’єктів-сутностей (понятій / концептів) предметної галузі та відношень між ними; - формалізоване описання предметної галузі. © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 23
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Концептуальна модель (загальне надання) Працюють в Відділи Співробітники Виконують завдання в Проекти Задачи для реалізації в програмній системі: Збір та надання інформації; пошук, вилучення, звязування, навігація, . . © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 24
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Концептуальна модель (формалізована у вигляді ER-діаграми) № співробітн. ПІБ Співробітники М № відділа 1 Відділи М 1 № співробітн. М Завдання М № проекта 1 N Проекти Телефон № проекта © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru Назва 25
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Логічна модель (реляційна модель) Н_ПРО Н_ВІД ТЕЛ * 1 Завдання 112233 2 1 332211 2 * ПРОЕКТ Космос Климат Н_СПІВР* Н_ПРО* Н_ЗАВД 1 1 1 2 2 1 1 3 1 2 Петров 1 4 1 3 Сидоров 2 5 2 2 Н_СПІВР * ПІБ Н_ВІД 1 Іванов 2 3 © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 26
БД. Лекція № 3. Моделювання даних Література 1. К. Дж. Дейт «Введение в базы данных» (2006 – 8 -е изд. ); 2. Г. Гарсиа-Молина, Дж. Ульман, Дж. Уидом. Системы баз данных. Полный курс. — М. : «Вильямс» , 2003. — 1088 с 3. Теория и практика построения баз данных. 8 -е изд. / Д. Кренке. – СПб. : Питер, 2003. – 800 с. 4. Томас М. Конноли, Каролин Е. Бегг Базы данных. Проектирование, реализация, сопровождение. Теория и практика. -Москва-Санкт-Петербург- Киев, 2001. - 1111 с. 5. Codd, Edgar Frank: "Is Your DBMS Really Relational? ", Computer. World, 14. October 1985 6. Codd, Edgar Frank: "Does Your DBMS Run By the Rules? ", Computer. World, 21. 7. Хомоненко А. Д. , Цыганков В. М. Базы данных : учеб. - М. : Изд. КОРОНА-Век, 2010. - 736 с. 8. Кузнецов С. Д. Основы баз данных. http: //www. webslon. ru/kuznecov_sergey/osnovi_b_d 9. http: //citforum. ru/database/classics/ © ХНУРЕ, факультет КН, кафедра ПІ, тел. 70 -21 -446, e-mail: mazurova_ok@mail. ru 27
Скачать презентацию ДИСЦИПЛІНА БАЗИ ДАНИХ ЛЕКЦІЯ 3 Моделювання даних доц
lect_DB_11_03_modelir_dannykh.ppt