ЗМІСТ 

ВСТУП 3

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД МОДЕЛІ „СУТНІСТЬ-ЗВ’ЯЗОК” 4

1.1. Проблема стандартизації  моделі „сутність-зв’язок” 4

1.2. Уточнення моделі  „сутність-зв’язок” 7

1.3. Еволюція моделі  „сутність-зв’язок” 10

1.4. Проблеми побудови  моделей „сутність-зв’язок” 12

1.5. Області застосування  моделей „сутність-зв’язок” 14

РОЗДІЛ 2. CASE ТЕХНОЛОГІЇ РОЗРОБКИ ТА ПІДТРИМКИ МОДЕЛЕЙ  „СУТНІСТЬ-ЗВ’ЯЗОК” 16

2.1. Характеристика CASE технологій 16

2.2. Програмні засоби, які підтримують  модель „сутність-зв’язок” 21

ВИСНОВКИ 25

СПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 26

 

ВСТУП

     Впровадження  інформаційних технологій зробило  можливим значно підвищити ефективність роботи підприємств, організацій, проведення наукових досліджень, підвищити якість роботи в різних галузях освіти, науки, культури. Широке практичне використання технологій баз даних обумовлене значними досягненнями у цій галузі провідними комп’ютерними компаніями світу, потребами суспільства в ефективних засобах зберігання і обробки інформації.

     Сучасні технології БД є одним з визначальних факторів  успіху у будь-якій сфері бізнесу, забезпечуючи збереження корпоративної інформації: представлення даних для користувачів та клієнтів у середовищі Word Wide Web і підтримку багатьох інших процесів, зокрема планування та адміністрування виробництва.

     Управління  освітнім процесом також потребує автоматизації: сучасне суспільство змінює свої вимоги до підготовки фахівців значно швидше, ніж це було у минулому столітті. Оскільки невід’ємною частиною створення бази даних є її концептуальне проектування, то досить актуальною постає задача (проблема) створення моделі „сутність-зв’язок”.

     Отже, метою курсової роботи визначено  дослідження: основних концепцій моделі „сутність-зв’язок”, областей застосування, case-засобів підтримки.

     Для досягнення мети сформульовано такі завдання:

• Ознайомитися із структурою моделі „сутність-зв’язок”;
• Визначити основні об’єкти моделі „сутність-зв’язок”;
• Дослідити case-засоби підтримки.

     Об’єктом  даного дослідження є структура  даних та обмеження цілісності моделі „сутність-зв’язок” і case-засоби, що підтримують цю модель.

     Предметом даного дослідження є безпосередньо  модель „сутність-зв’язок”.

 

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД МОДЕЛІ „СУТНІСТЬ-ЗВ’ЯЗОК”

1.1. Проблема стандартизації  моделі „сутність-зв’язок”

    Модель  „сутність-зв’язок” – це модель даних, яка використовується при проектуванні різноманітних моделей (інформаційних  систем, баз даних (БД), архітектур комп’ютерних додатків та інших систем) і є високорівневою концептуальною моделлю. Дана модель ґрунтується на деякій важливій семантичній інформації про реальний світ. Вона представляє графічну нотацію, за допомогою якої можна описувати об’єкти логічних моделей даних та відношення між об’єктами [1].

    Модель  „сутність-зв’язок” використовують при концептуальному моделюванні  для отримання концептуальної моделі, яку потім транслюють в логічні  моделі, зазвичай, в реляційні або  об’єктно-орієнтовані [4].

    Модель  „сутність-зв’язок” була запропонована Пітером Ченом (Chen) у 1976 р. з метою впорядкування задачі проектування моделей. Дана модель задовольняє двом важливим умовам:

• потужність її засобів дозволяє досить адекватно описувати структуру різноманітних предметних областей;
• розрив між можливостями моделі і CASE-засобів (Computer Aided Software Engineering¹), що її підтримують, не є надто великим.

    На  сьогоднішній день не існує єдиного  загальноприйнятого стандарту для  моделі „сутність-зв’язок”, але є  набір загальних конструкцій, які  лежать в основі більшості варіантів  моделі. Дана ситуація виникла через  те, що різні автори пропонують свої елементи моделі та відповідну термінологію (семантику цих елементів). Через це розробники БД  застосовують той чи інший підхід до побудови моделі.

    Ще  одна проблема пов’язана з неоднозначним  трактуванням термінів під час перекладу. Так ситуація на російсько- та україномовному інформаційному просторі додатково ускладнюється неякісним перекладом навчальної та наукової літератури. У різних джерелах [4,5] для одного і того самого поняття використовують різні терміни, які часто не відповідають його змісту.

    У табл. 1 наведено варіанти назв ключових понять, що зустрічаються в доступній російськомовній літературі [4,5]; термінологія, що використовується в поясненнях, слідує оригінальним сучасним роботам Тхелхеіма (Thalheim), Елмасрі (Elmasri) і Наватхе (Navathe).

      В роботі буде використовуватися оригінальна термінологія Тхелхеіма (Thalheim), Елмасрі (Elmasri) і Наватхе (Navathe) – 5 варіант з нищенаведеної таблиці.

    Незважаючи на те, що модель „сутність-зв’язок” є високорівневим представленням, вона не дає однозначного рішення для визначення проектантом своїх вимог до об’єктів моделі. Так, не завжди можна очевидно визначити, до якого елементу моделі можна віднести певний об’єкт (до типу сутності, типу зв’язку або атрибуту). Аналіз предметної області та побудова її моделі є суб’єктивним процесом, тому проектанти можуть створювати різні, але досить допустимі інтерпретації одного і того ж факту. Вибір варіанту побудови моделі в значній мірі залежить від проектанта. Слід зауважити, що атрибут реалізувати значно простіше ніж тип сутності або тип зв’язку.

    Відсутня  абсолютна різниця між типами сутностей, типами зв’язків та атрибутами. Наприклад, атрибут є таким (власне атрибутом) тільки тоді, коли пов’язаний з деяким типом сутності або типом  зв’язку, в іншому контексті атрибут  може виступати як самостійний тип  сутності.

 

    Таблиця 1.1

    Ключові поняття моделі „сутність-зв’язок” та їхні назви

 

    Дана неоднозначність, зокрема, суттєво ускладнює роботу під час злиття локальних моделей  в єдину глобальну модель, в  яких вказані методи злиття локальних  моделей та шляхи виходу з різних неоднозначностей, що виникають під час злиття.

    Аналізуючи  питання побудови (проектування) моделі, Голстейн (Goldstein) і Сторей (Storey) в роботі “Some findings on the intuitiveness of entity-relationship constructs” вказують на те, що поняття моделі „сутність-зв’язок” не такі вже й легкі для розуміння і застосування початківцями (не професіоналами у сфері проектування, або тими, що тільки починають вчитися проектувати). Дану роботу корисно опрацювати для того, щоб ознайомитися з типами невідповідностей між проектом (певною предметною областю) та його концептуальною моделлю, наприклад:

• пропущені елементи проекту у моделі;
• у моделі присутні елементи, які не мають аналогів у проекті;
• використання менш „підходящих” понять моделі „сутність-зв’язок” для відображення елементів проекту (часто ця невідповідність носить суб’єктивний характер, про що зазначалося вище).

    У роботі проводиться аналіз різних типів  невідповідностей та вказуються шляхи  їх виправлення.

    З вищевикладеного видно, що при використанні моделі „сутність-зв’язок” існує  ряд принципових проблем, які  спричиняються відсутністю єдиного  загально прийнятого стандарту моделі з відповідним формальним підґрунтям.

1.2. Уточнення моделі  „сутність-зв’язок”

    Розглядаючи модель „сутність-зв’язок”, будемо спиратися  на формальне означення „модель  даних”, дане Коддом [1]. Так, модель даних визначається як сукупність (1) колекції типів (де тип – це множина значень), (2) колекції операцій над екземплярами цих типів і (3) колекції застосовуваних до типів та операцій обмежень цілісності.

    Будь-яка  розвинена модель (даних) включає  в себе три компонента:

• опис структури даних (структурна частина);
• опис обмежень цілісності;
• опис операцій над даними (маніпуляційна частина).

    Розглядати  модель та її уточнення доцільно в  декілька етапів:

• розгляд та уточнення структури даних (сутності, типу сутності, слабкого типу сутності, сильного типу сутності, типу сутності підклас, типу сутності суперклас і т.д.);
• розгляд та уточнення обмежень цілісності (обмеження кардинальності типів зв’язку, обмеження кардинальності атрибутів, обмежень на значення атрибутів, ключів і т.д.);
• розгляд та уточнення операцій над даними (операцій вибірки, теоретико-множинних операцій, операцій дій над даними і т.д.).

    В літературі уточнення моделі „сутність-зв’язок” здійснюють на основі математичних понять (теорії множин, теорії графів). Деякі  автори при уточненні моделі використовують поняття теорії реляційних баз даних.

    В подальших розділах уточнення понять моделі будуть проводитися на теоретико-множинній  основі.

    Відомо, що не має єдиної загальноприйнятої  алгебри і числення для моделі „сутність-зв’язок”, які існують, наприклад, для реляційної моделі.

    При побудові алгебр моделі „сутність-зв’язок” існують різні підходи та відповідні класи алгебр, наприклад:

• багатосортні алгебри (наприклад, алгебра для бінарної направленої моделі „сутність-зв’язок”);
• алгебри в класичному розумінні (наприклад, алгебра для так званої комплексної (complex) моделі „сутність-зв’язок”);
• модифікації реляційної алгебри.

    Поряд з алгебрами моделі „сутність-зв’язок” існують також числення цієї моделі, які, звісно, будуються на основі відповідних  алгебр; наприклад, є числення комплексної  моделі „сутність-зв’язок”, реляційне  числення моделі „сутність-зв’язок”.

    Модель  даних втрачає свою користь, якщо вона не супроводжується мовою маніпулювання  даними, яка підтримує всі концепції  моделі. В основу мови маніпулювання  даними моделі даних може бути покладена  алгебра або числення даної моделі. Існують також мови, в основі яких лежить як алгебра так і числення.

    Серед мов маніпулювання даними моделі „сутність-зв’язок” виділяють наступні види:

• природні мови маніпулювання даними (наприклад, GORDAS, ERROL і DESPATH);
• графічні мови маніпулювання даними (наприклад, HIQUEL та мови, запропоновані Елмасрі та Ларсеном (Larsen), Мендельсоном (Mendelzon) та Зхангом (Zhang)).

    Розглядаючи мови маніпулювання даними моделі „сутність-зв’язок”, зазначимо, що багато таких мов не має чіткої семантичної основи, тобто  відповідної алгебри (зокрема, числення).

    Існують мови, які мають чітку формальну  семантику. Серед таких мов виділяють  високорівневу мову NETUL та SQL-подібну  мову SQL/EER .

    Семантичними  основами для мови NETUL є формальні  структури даних, подібні мережам. Ключовою ідеєю визначення семантики  мови SQL/EER є відображення SQL/EER-запитів  в еквівалентні запити формального  числення кортежів. Дані мови підтримують  агрегатні функції.