Основные элементы информационной модели логического уровня

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 4

1. Цель работы.. 5

2. Задачи. 5

3. Краткие теоретические сведения. 5

4. Рекомендации по выполнению лабораторных работ. 7

5. Методика выполнения лабораторной работы.. 8

Упражнение 1. Построение логической информационной модели уровня «сущность-связь». 8

Упражнение 2. Разработка логической модели данных, основанной на ключах 13

Упражнение 3. Создание полной атрибутивной модели. 15

Упражнение 4. Нормализация полной атрибутивной модели. 16

Упражнение 5. Создание физической модели. 18

6. Задание. 22

7. Порядок выполнения работы.. 22

8. Критерии результативности работы.. 24

9. Требования к содержанию и оформлению отчета. 24

10. Контрольные вопросы.. 24

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 25

Приложение А.. 26

Приложение Б. 27

ВВЕДЕНИЕ

Проектирование информационных систем – это сложнейшая задача, предполагающая использование различных методик и инструментов. Одной из важнейших проблем, стоящих перед проектировщиком, является определение структуры базы данных, соответствующей функциям автоматизируемого предприятия или подразделения.

Студенты специальностей, связанных с информационными системами и информационными технологиями, должны иметь навыки информационного моделирования и проектирования БД на основе созданных моделей.

Для анализа структуры данных и информационного моделирования существует множество программных продуктов. Один из них – Microsoft Office Visio 2007, поддерживающий методологию IDEF1X (Integration DEFinition for Information Modeling). Он позволяет построить логическую модель данных, представляющую собой совокупность информационных объектов и связей между ними, а также физическую модель, непосредственно связанную с конкретной СУБД.

Целью лабораторного практикума является изучение процесса информационного моделирования логического и физического уровня в пакете Microsoft Office Visio 2007.

Полученные в результате выполнения лабораторного практикума навыки могут быть использованы студентами указанных специальностей в ходе дипломного проектирования, а также в практической деятельности по анализу и проектированию информационных систем.

При необходимости дополнительного изучения вопросов, связанных с информационным моделированием или теорией баз данных, следует обратиться к литературным источникам.

Цель работы

Целью работы является освоение технологии построения информационной модели логического и физического уровней в нотации IDEF1X с использованием пакета Microsoft Office Visio 2007.

Задачи

Основными задачами лабораторного практикума являются: приобретение студентами навыков построения информационной модели логического уровня, нормализации полученной модели, а также построения информационной модели физического уровня.

Краткие теоретические сведения

Понятие информационной модели. Уровни информационной модели

Методология IDEF1X – язык для семантического моделирования данных, основанный на концепции «сущность-связь».

Различают два уровня информационной модели: логический и физический.

Логическая модельпозволяет понять суть проектируемой системы, отражая логические взаимосвязи между сущностями.

Различают 3 подуровня логического уровня модели данных, отличающиеся по глубине представления информации о данных:

- диаграмма сущность-связь (Entity-Relationship Diagram (ERD);

- модель данных, основанная на ключах (Key Based Model (KB);

- полная атрибутивная модель (Fully Attributed Model (FA).

Физическая модель отражает физические свойства проектируемой базы данных (типы данных, размер полей, индексы). Параметры физической информационной модели зависят от выбранной системы управления базами данных (СУБД).

Основные элементы информационной модели логического уровня

3.2.1. Сущности и атрибуты

Сущность – это множество реальных или абстрактных объектов (людей, предметов, документов и т.п.), обладающих общими атрибутами или характеристиками. Любой объект системы может быть представлен только одной сущностью, которая должна быть уникально идентифицирована. Именование сущности осуществляется с помощью существительного в единственном числе. При этом имя сущности должно отражать тип или класс объекта, а не его конкретный экземпляр (например, Студент, а не Петров) (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Графическое представление сущности «Студент» в MS Office Visio

Любая сущность характеризуется набором атрибутов (свойств).

Атрибут сущности – характеристика сущности, то есть свойство реального объекта. Например, на рис. 3.1 атрибутами сущности «Студент» являются «ID студента», «Фамилия», «Имя», «Отчество», «Дата поступления» и «Номер билета».

В свою очередь, атрибуты сущности делятся на 2 вида: собственные и наследуемые. Собственные атрибуты являются уникальными в рамках модели. Наследуемые атрибуты передаются от сущности-родителя при установке связи с другими сущностями.

Первичный ключ (Primary Key, PK).Каждая сущность должна обладать атрибутом или комбинацией атрибутов, чьи значения однозначно определяют каждый экземпляр сущности. Эти атрибуты образуют первичный ключ сущности.

Внешний ключ (Foreign Key, FK). Если между двумя сущностями имеется специфическое отношение связи или категоризации, то атрибуты, входящие в первичный ключ родительской или общей сущности, наследуются в качестве атрибутов сущностью-потомком или категориальной сущностью соответственно. Эти атрибуты и называются внешними ключами. Наследуемый атрибут может использоваться в сущности в качестве части или целого первичного ключа, альтернативного ключа или не ключевого атрибута.

3.2.2. Отношения в IDEF1X-модели

При построении информационной модели различают следующие типы отношений между сущностями: идентифицирующее, не идентифицирующее, не специфическое (многие-ко-многим) и отношения категоризации.

Мощность отношения служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Нормализация данных

Нормализация – это процесс проверки и реорганизации сущностей и атрибутов с целью удовлетворения требований к реляционной модели данных. Процесс нормализации сводится к последовательному приведению структур данных к нормальным формам – формализованным требованиям к организации данных.

Первая нормальная форма (1НФ). Сущность находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда все атрибуты содержат атомарные значения. Среди атрибутов не должно встречаться повторяющихся групп, т.е. несколько значений для каждого экземпляра.

Вторая нормальная форма (2НФ). Сущность находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме, и каждый не ключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа (не может быть зависимости от части ключа).

Третья нормальная форма (3 НФ). Сущность находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и никакой не ключевой атрибут не зависит от другого не ключевого атрибута (не должно быть зависимости между не ключевыми атрибутами).