Слайд 2
Лекция 5. Классификация инструментальных средств проектирования структуры базы
данных
Слайд 3
МЕТОДОЛОГИИ СТРУКТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Диаграммы потоков данных.
Нотация Йордана–де Марко.
Нотация Гейна–Сарсона
Методология SADT (IDEF0)
МЕТОДОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Нотация Чена
Нотация Мартина
Нотация IDEF1X
Нотация
Баркера
Язык инфологического моделирования
Слайд 4
МЕТОДОЛОГИИ СТРУКТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Структурный анализ – это систематический пошаговый
подход к анализу требований и проектированию спецификаций системы независимо
от того, является ли она существующей или создается вновь.
Слайд 5
Методология структурного анализа и проектирования определяет шаги работы,
которые должны быть выполнены, их последовательность, правила распределения и
назначения операций и методов.
Слайд 6
В настоящее время успешно используются такие методологии, как
структурный системный анализ Гейна–Сарсона, структурный анализ и проектирование Йордана–де
Марко, SADT и другие
Слайд 7
1. Диаграммы потоков данных.
Нотация Йордана–де Марко.
Нотация
Гейна–Сарсона
Слайд 8
Диаграммы потоков данных (DFD – Data Flow Diagramm)
являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы.
С
их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных.
Главная цель таких средств – продемонстрировать, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, а также выявить отношения между этими процессами.
Слайд 9
Для изображения DFD традиционно используются две различные нотации:
Йордана–де Марко и Гейна–Сарсона.
Диаграммы потоков данных (DFD –
Data Flow Diagramm) строятся из элементов, представленных в таблице
Слайд 11
Потоки данных являются механизмами, использующимися для моделирования передачи
информации (или даже физических компонент) из одной части системы
в другую.
Назначение Функции состоит в продуцировании выходных потоков из входных в соответствии с действием, задаваемым именем функции.
Это имя должно содержать глагол в неопределенной форме с последующим дополнением (например, ВЫЧИСЛИТЬ МАКСИМАЛЬНУЮ ВЫСОТУ).
Слайд 12
Хранилище позволяет на определенных участках определять данные, которые
будут сохраняться в памяти между процессами.
Внешняя сущность представляет
сущность вне контекста системы, являющуюся источником или приемником системных данных.
Ее имя должно содержать существительное, например, СКЛАД ТОВАРОВ
Слайд 13
При интерпретации DFD-диаграммы используются следующие правила:
– функции преобразуют
входящие потоки данных в выходящие;
– хранилища данных не изменяют
потоки данных, а служат только для хранения поступающих объектов;
– преобразования потоков данных во внешних сущностях игнорируются.
Слайд 14
Помимо этого, для каждого информационного потока и хранилища
определяются связанные с ними элементы данных.
Каждому элементу данных
присваивается имя, также для него может быть указан тип данных и формат.
Именно эта информация является исходной на следующем этап проектирования – построении модели «сущность-связь».
Слайд 15
Пример 1. На рис. 1 представлена DFD-диаграмма для
предприятия, строящего свою деятельность по принципу «изготовление на заказ».
Слайд 16
Пример 2. Рассмотрим процесс СДАТЬ ЭКЗАМЕН. У нас
есть две сущности СТУДЕНТ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ. Опишем потоки данных,
которыми обменивается наша проектируемая система с внешними объектами (рис. 2).
Со стороны сущности СТУДЕНТ опишем информационные потоки.
Для сдачи экзамена необходимо, чтобы у СТУДЕНТА была ЗАЧЕТКА, а также чтобы он имел ДОПУСК К ЭКЗАМЕНУ. Результатом сдачи экзамена, т.е. выходными потоками будут ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН и ЗАЧЕТКА, в которую будет проставлена ОЦЕНКА.
Со стороны сущности ПРЕПОДАВАТЕЛЬ информационные потоки следующие: ЭКЗАМЕНАЦИОННАЯ ВЕДОМОСТЬ, согласно которой будет известно, что СТУДЕНТ допущен до экзамена, а также официальная бумага, куда будет занесен результат экзамена, т.е. ОЦЕНКА ЗА ЭКЗАМЕН, проставленная в ЭКЗАМЕНАЦИОННУЮ ВЕДОМОСТЬ.
Слайд 17
РИС. 2 DFD-ДИАГРАММА ПРОЦЕССА «СДАТЬ ЭКЗАМЕН»
Слайд 18
Теперь детализируем процесс СДАЧА ЭКЗАМЕНА. Этот процесс будет
содержать следующие процессы (рис. 3): ВЫТЯНУТЬ БИЛЕТ {1.1}, ПОДГОТОВИТЬСЯ
К ОТВЕТУ {1.2}, ОТВЕТИТЬ НА БИЛЕТ {1.3}, ПРОСТАВЛЕНИЕ ОЦЕНКИ {1.4}.
Рис. 3 Декомпозиция 1-го уровня DFD-диаграммы процесса «Сдать экзамен»
Слайд 19
2. МЕТОДОЛОГИЯ SADT (IDEF0)
Методология SADT (Structured Analisys and
Design Technique) разработана Дугласом Т. Россом в 1969–73 годах.
Слайд 20
Она изначально создавалась для проектирования систем более общего
назначения по сравнению с другими структурными методами, выросшими из
проектирования программного обеспечения.
IDEF0 (подмножество SADT) используется для моделирования бизнес-процессов в организационных системах и имеет развитые процедуры поддержки коллективной работы.
Слайд 22
Правила интерпретации модели:
– функциональный блок (функция) преобразует входные
объекты в выходные;
– управление определяет, когда и как это
преобразование может или должно произойти;
– механизм (исполнитель) осуществляет это преобразование.
Слайд 23
Каждый блок IDEF0-диаграммы может быть представлен несколькими блоками,
соединенными интерфейсными дугами, на диаграмме следующего уровня.
Эти блоки
представляют подфункции (подмодули) исходной функции.
Каждый из подмодулей может быть декомпозирован аналогичным образом.
Слайд 24
Методология SADT может использоваться для моделирования широкого круга
систем и определения требований и функций, а затем для
разработки системы, которая удовлетворяет этим требованиям и реализует эти функции.
Для уже существующих систем SADT может быть использована для анализа функций, выполняемых системой, а также для указания механизмов, посредством которых они осуществляются.
Слайд 25
Результатом применения методологии SADT является модель, которая состоит
из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг
на друга.
Слайд 27
МЕТОДОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Важнейшая цель информационной модели заключается в
выработке непротиворечивой интерпретации данных и взаимодействий между ними с
тем, что необходимо для интеграции, совместного использования и управления целостностью данных.
Слайд 28
В 1983 году в рамках проекта военного ведомства
США «Интегрированные системы информационной поддержки» (ICAM) была создана методология
семантического моделирования данных IDEF1X (расширение методологии IDEF1), позволяющая логически объединять в сеть неоднородные вычислительные системы.
Слайд 29
Методология IDEF1X – один из подходов к семантическому
моделированию данных, основанный на концепции Сущность-связи (Entity- Relationship), это
инструмент для анализа информационной структуры систем различной природы.
Слайд 30
Методология IDEF1X предназначена для построения концептуальной схемы реляционной
базы данных, которая была бы независимой от программной платформы
её конечной реализации.
Эта информация является необходимым дополнением функциональной IDEF0-модели, детализирует объекты, которыми манипулируют функции системы.
Концептуально IDEF1X-модель можно рассматривать как проект логической схемы базы данных для проектируемой системы.
Слайд 31
IDEF1X использует понятия сущностей, атрибутов, отношений и ключей.
Стандарт и методология IDEF1X является специализированным инструментом, предназначенным для
разработчиков реляционных баз данных.
Слайд 32
Наибольшее распространение получили следующие нотации, используемые при построении
ER-диаграмм: нотация Чена, нотация Мартина, нотация IDEF1X, нотация Баркера.
Слайд 33
1. Нотация Чена
В таблице приведены конструктивные элементы концептуальной
схемы базы данных в нотации Чена.
Слайд 35
Связь соединяется с ассоциируемыми сущностями линиями. Возле каждой
сущности на линии, соединяющей ее со связью, цифрами указывается
класс принадлежности (рис.)
Слайд 36
2. НОТАЦИЯ МАРТИНА
В таблице приведены конструктивные элементы концептуальной
схемы базы данных в нотации Мартина.
Слайд 37
Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего сущность.
Ключевые
атрибуты подчеркиваются.
Связи изображаются линиями, соединяющими сущности, вид линии
в месте соединения с сущностью определяет кардинальность связи
Слайд 39
Имя связи указывается на линии ее обозначающей
Слайд 42
Список атрибутов приводится внутри прямоугольника, обозначающего сущность.
Атрибуты,
составляющие ключ сущности, группируются в верхней части прямоугольника и
отделяются горизонтальной чертой
Слайд 43
Кроме того, в IDEF1X вводится понятие отношение категоризации,
по смыслу эквивалентное рассмотренной нами иерархической связи.
Слайд 44
4. Нотация Баркера
Сущности обозначаются прямоугольниками, внутри которых приводится
список атрибутов.
Ключевые атрибуты отмечаются символом # (решетка).
Связи
обозначаются линиями с именами, место соединения связи и сущности определяет кардинальность связи
Рис. 11. Пример фрагмента концептуальной схемы в нотации Баркера
Слайд 45
Для обозначения отношения категоризации вводится элемент «дуга»
Рис. Обозначение
категоризаци в нотации Баркера
Слайд 46
5. Язык инфологического моделирования
Язык ER-диаграмм используется для построения
небольших моделей и иллюстрации отдельных фрагментов больших.
Чаще же
применяется менее наглядный, но более содержательный язык концептуального моделирования (ЯКМ), в котором сущности и связи представляются предложениями вида:
СУЩНОСТЬ (атрибут 1, атрибут 2 , ..., атрибут n)
СВЯЗЬ [СУЩНОСТЬ S1, СУЩНОСТЬ S2, ...]
(атрибут 1, атрибут 2, ..., атрибут n),
где S – степень связи, а атрибуты, входящие в ключ, должны быть отмечены с помощью подчеркивания.
Слайд 47
Рис. Фрагмент концептуальной схемы в нотации Чена