Информационный этап проектирования

На этом этапе необходимо проанализировать предметную область, сделать ее описание и построить информационную модель. Описание составляется подробно, так, чтобы человеку, слабо разбирающемуся в этой области были понятны все основные моменты. Далее нужно построить информационную модель, выделить сущности, определить их атрибуты, построить связи и проанализировав их найти степени связи и обязательность участия. Модель необходимо представить в отчете в виде структурных схем с поясняющими описаниями.

Объем модели должен включать в себя не менее 4..5 сущностей. Общее количество атрибутов должно быть не менее 20..25. Обязательно должны быть использованы атрибуты представленные в виде чисел, текста, логические и даты. Количество связей определяется в соответствии с задачей, но общее их количество не должно быть менее 3..4. Обязательно должны быть хотя бы по одной связи один к бесконечности (один ко многим) и бесконечность к бесконечности (многие ко многим).

Исследование и описание предметной области

Исследование предметной области заключается в сборе всей информации, которая необходима для правильной и удобной работы системы. Она обычно выполняется совместно с заказчиком, который хорошо разбирается в решаемой задачей. В качестве заказчика предстоит выступать и Вам после окончания университета.

Описание предметной области содержит описание всей собранной информации, необходимые рисунки, таблицы, описания методик расчета и др. В приложении могут быть приведены образцы входных и выходных информационных форм.

Исследование предметной области выполняется студентом самостоятельно. Описание предметной области должно составлять около одной страницы не считая возможных приложений.

Пример описания предметной области: Занятия в университете проводятся преподавателями различных кафедр. Каждая кафедра имеет название и условный код. Для оперативной связи с кафедрой необходимо знать номер аудитории, в которой она расположена, телефон и фамилию, имя, отчество заведующего кафедрой. На каждой кафедре работает несколько преподавателей, один из которых является заведующим кафедрой. О каждом преподавателе нужно знать фамилию, имя, отчество, на какой кафедре он работает, какие занятия и по каким предметам и в каких группах он ведет, и номер домашнего телефона для оперативной связи. Занятия могут быть лекциями, практическими, лабораторными и другими. Перечисленная выше информация представляется кафедрами в учебную часть в виде плана учебной нагрузки (Приложение 1 (не приводится)). Учебные группы студентов имеют названия которое состоит из трех частей: сокращенного до 2 или 3 букв названия специальности, года поступления и порядкового номера группы в специальности. Аудитории университета не имеют единой системы нумерации. В 1, 2, 3 учебных корпусах нумерация сквозная, а в 4 и 5 отдельная. Для удобства работы примем нумерацию из 5 цифр: 1-я номер корпуса, 2-я номер этажа и 3-я порядковый номер аудитории на этаже. О каждой аудитории необходимо знать можно ли в ней проводить лекции или только лабораторные и практические занятия и количество посадочных мест. Время занятий и перемен определяется расписанием звонков (Приложение 2 (не приводится)). Выходная информация должна быть представлена в виде расписаний занятий преподавателей и групп (Приложения 3, 4 (не приводятся)).

Выбор сущностей

Сущность – это собирательное понятие, некоторая абстракция каких-либо реально существующих объектов (процессов, явлений или событий). Это могут быть как материальные, так и нематериальные объекты. Признаком помогающим выбрать сущность, является то, что это как правило имя существительное. Тип сущности определяет множество однородных объектов с общими свойствами или характеристиками. Экземпляр сущности определяет один конкретный объект. Сущность имеет графическое обозначение которое может иметь вид:

Для выбора сущностей необходимо определить главные объекты предметной области. В пояснительной записке должен быть приведен список сущностей.

Пример: В нашей задаче выбираем следующие сущности:

Определение атрибутов

У каждой сущности есть набор некоторых характеристик. Атрибут – это поименованная характеристика сущности, принимающая значения из множества значений. Атрибуты часто бывают прилагательными или числительными. Атрибут имеет обозначение в виде прямоугольника с круглыми боками:

Атрибуты сущностей определяются по описанию в постановке задачи и приводятся в виде показанной в примере диаграммы.

Пример: Приведем диаграммы для двух сущностей:

Описание связей

Между объектами имеются различные связи. Они обычно обозначаются глаголами. Например, между сущностями кафедра и преподаватель в качестве связи выступает глагол "работает на"; между преподавателем и аудиторией связь - "проводит занятия в". Связи обозначаются в виде ромбов:

Пример: Изобразим связь "кафедра - преподаватель"

Связи могут быть бинарными между двумя сущностями, как приведено выше, тройными и многосвязными.

Пример:

Связи сами могут иметь собственные атрибуты.

Пример: Те же занятия проводятся в определенный день недели и время:

В зависимости от связи, у одних сущностей каждый экземпляр сущности обязательно должен участвовать в связи, а у других нет. Если участие обязательно то связь обозначается точкой, помещенной внутрь прямоугольника:

Если связь не обязательна, то точка ставится снаружи прямоугольника:

Пример: Между сущностями "преподаватель" и "кафедра" есть связь, которая заключается в том, что один из преподавателей является заведующим кафедрой. Но на каждой кафедре есть заведующий кафедрой, а заведующим кафедрой является не каждый преподаватель. Поэтому с учетом обязательности участия связь будет иметь вид:

Связи различаются степенью связи. Степень указывает сколько экземляров одной сущности может быть связано с одним экземпляром другой сущности. Простейшей является связь 1:1. При ней один экземпляр одной сущности может быть связан только с одним экземпляром другой и наоборот.

Пример: На каждой кафедре может быть только один заведующий и один преподаватель не может быть заведующим больше чем на одной кафедре. Тогда связь обозначается следующим образом:

Более сложной является связь 1:М или М:1. При ней один экземпляр одной сущности может быть связан с несколькими экземплярами другой, а один экземпляр другой только с одним экземпляром первой.

Пример: Рассмотрим связь "преподаватель работает на кафедре". На одной кафедре может работать несколько преподавателей, но каждый преподаватель работает только на одной кафедре. "Кафедра" называется односвязной сущностью, а "преподаватель" М-связной. Тогда связь обозначается следующим образом:

Наиболее сложной является связь М:N. При ней один экземпляр одной сущности может быть связан с несколькими экземплярами другой, и наоборот.

Пример: Рассмотрим связь "преподаватель читает предмет". Один преподаватель может читать несколько предметов и один предмет могут читать несколько преподавателей. Обе сущности будут М-связными. Тогда связь обозначается следующим образом:

В пояснительной записке необходимо привести все связи с указанием их атрибутов, если они есть, обязательности участия и степени связи, как в последних трех примерах.

Выбор ключевых выражений

Всегда должна быть возможность отличить один экземпляр сущности от другой. Для этого используется группа атрибутов, сочетания которых не повторяться. Такой набор называется ключ или ключевое выражение. Такое условие не всегда можно выполнить или потребуется использовать все атрибуты. Это неудобно, так как увеличивается объем данных и время сравнения. Поэтому обычно к каждой сущности добавляется еще один дополнительный фиктивный атрибут, который является условным кодом или номером каждого экземпляра сущности. Но может быть использован и один небольшой по размеру атрибут.

Пример: Каждый преподаватель и студент в университете имеет свой уникальный табельный номер. Каждая кафедра и студенческая группа имеет свой цифровой шифр. Так в рассмотренном ранее примере для сущности кафедра необходимо добавить код для ключевого выражения

В пояснительной записке необходимо указать какие ключевые выражения используются для каждой сущности.