Введение
Цель инфологического проектирования состоит в получении семантических или смысловых моделей, которые отражают информационное содержание концептуальной предметной области. Главными конструктивными компонентами инфологических моделей считаются сущности и связи, имеющиеся среди них. Сущностью является любой различимый объект, информацию о котором следует сохранять в базе данных.
Для информационной системы автошколы на базе выполненного системного анализа данной предметной сферы можно выделить следующий набор сущностей:
- Лектор является сущностью, содержащей информацию о лекторах.
- Инструктор является сущностью, содержащей информацию об инструкторах.
- Автомобиль является сущностью, содержащей информацию об автомобилях.
- Студент является сущностью, содержащей информацию о студентах.
- Группа является сущностью, содержащей информацию о составе групп и результатах экзаменов.
На основании описанных выше сущностей можно построить инфологическую модель предметной области, представленную на рисунке ниже.
Рисунок 1. Инфологическая модель предметной области. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Разработка информационной системы автошколы
На базе инфологической модели может быть построена даталогическая модель. Известны следующие типы даталогических моделей данных:
- Сетевой тип модели данных.
- Иерархический тип модели данных.
- Объектно-ориентированный тип модели данных.
- Реляционный тип модели данных.
Следует отметить, что в реляционной модели может быть достигнута значительно более высокая степень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой модели. Реляционная модель способна предоставить средства, предназначенные для описания данных, на базе лишь их естественной структуры, то есть, без необходимости вводить какие-либо дополнительные структуры с целью машинного отображения. Проще говоря, отображение данных не имеет зависимости от метода их физической организации. Это может быть обеспечено за счет применения математической теории отношений.
Информационная структура предопределяет тот факт, что самой подходящей для даталогического проектирования является реляционная модель данных, поскольку она может гарантировать целостность данных при вставке, ликвидации и корректировке записей, а также способна предоставить возможность организации всех видов связей. Таким образом, для логического проектирования следует выбрать реляционную модель данных, как наиболее полно соответствующую требованиям, которые предъявлены к проектируемой информационной системе.
В реляционной базе данных даталогическое проектирование должно привести к формированию схемы базы данных, то есть, набору схем отношений, которые адекватно моделируют объекты программного обеспечения и семантические связи между ними. Основанием анализа корректности схемы могут выступать функциональные зависимости среди атрибутов базы данных. Необходимо подчеркнуть, что отдельные зависимости могут быть нежелательными.
Цель даталогического проектирования заключается в построении корректной схемы базы данных, ориентированной на реляционную модель. Корректной может считаться схема базы данных, в которой нет нежелательных зависимостей среди атрибутов отношений. Сам процесс формирования корректной схемы реляционной базы данных и должен считаться даталогическим проектированием, в котором возможно использование следующих способов:
- Способ декомпозиции или разбиения.
- Способ синтеза.
Для того чтобы перейти от инфологической модели к реляционной, можно воспользоваться следующим алгоритмом:
- Каждой сущности следует поставить в соответствие отношение.
- Каждому атрибуту сущности необходимо поставить в соответствие соответствующий атрибут соответствующего отношения.
- Первичный ключ сущности должен стать реляционным ключом соответствующего отношения, при этом атрибуты, которые входят в реляционный ключ, являются обязательными для заполнения.
- В каждое отношение, которое соответствует подчиненной сущности, следует добавить совокупность атрибутов главной сущности, являющуюся в ней первичным ключом. В отношении, которое соответствует подчиненной сущности, эти атрибуты становятся внешним ключом.
- По умолчанию, все атрибуты, которые не входят в реляционный ключ, являются необязательными.
- Для отображения категоризации сущностей возможными являются различные варианты.
- Весь набор связей должен быть раскрыт.
Затем необходимо нормализовать все отношения. Нормальной формой является свойство отношения в реляционной модели данных, которое характеризует его с точки зрения избыточности, потенциально ведущей к логически ошибочным результатам выборки или изменения данных. Нормальная форма является совокупностью требований, которым обязано соответствовать отношение. Нормализацией является процесс преобразования базы данных к формату, который отвечает нормальным формам. Нормализация служит, для того чтобы привести структуры базы данных к виду, который обеспечивает минимальную избыточность, то есть нормализация не ставит своей целью уменьшить или увеличить производительность работы или же уменьшить или увеличить объем базы данных. Конечной целью нормализации считается сокращение потенциальной противоречивости находящейся в базе данных информации.
Ликвидация избыточности осуществляется обычно путем декомпозиции отношений таким образом, чтобы во всех отношениях хранились лишь первичные факты, а именно, факты, которые являются не выводимыми из других хранимых фактов. Таблица считается расположенной в первой нормальной форме, если каждый ее атрибут является атомарным, то есть способным содержать лишь одно значение. Таким образом, не существует таблиц в первом нормальном формате, в полях которых могут храниться списки значений.
