Презентация на тему: Понятие предметной области

Понятие предметной области
Понятие предметной области
C ущность предметной области понимается как результат абстрагирования реального объекта путем выделения и фиксации его свойств.
Классификация ситуаций предметной области
Понятие предметной области
Структуризация данных
Как выделить предметные области ?
Метод моделирования «сущность-связь»
Сущность
Первичный ключ
Понятие предметной области
Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований.
Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований.
Relationship
Связи характеризуются степенью связи и классом принадлежности сущности к связи.
Связи характеризуются степенью связи и классом принадлежности сущности к связи.
Степень связи и класс принадлежности
Рефлексивные связи
Слабые сущности ( weak )
ER -диаграммы
Понятие предметной области
Связь сущностей на ER -диаграмме изображается линией, соединяющей эти сущности.
Связь сущностей на ER -диаграмме
Различные типы связей ER -диаграммы
С типами связей связывают и различные типы сущностей.
D ependent entit y + identifying relationship
Independent entit y + non-identifying relationship
Различают несколько типов зависимых сущностей.
Различают несколько типов зависимых сущностей.
Иерархия наследования (subtype relationship)
Понятие предметной области
Нормализация модели «Сущность-Связь»
Нормализация основана на понятии функциональной зависимости
1NF
Ненормализованная сущность «Сотрудник»
1NF
1NF для сущности «Сотрудник»
2NF
сложный первичный ключ
Понятие предметной области
2NF сущности «Проект»
Понятие предметной области
3NF
Понятие предметной области
3 NF
C ущность «Сотрудник» в 3NF
Понятие предметной области
Пример проектирования
База данных проектной организации
Попытка структуризации предметной области
Сущности предметной области
Особенности предметной области
Понятие предметной области
1/53
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 43)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1048 Кб)
1

Первый слайд презентации: Понятие предметной области

Изображение слайда
2

Слайд 2: Понятие предметной области

Понятие предметной области является одним из базовых понятий информатики и не имеет точного определения. Его использование в контексте ИС предполагает существование устойчивого во времени соответствия между именами, понятиями и определенными реалиями внешнего мира, не зависящего от самой ИС и ее круга пользователей. Таким образом, введение понятия предметной области ограничивает и делает обозримым пространство информационного поиска в ИС и позволяет выполнять запросы за конечное время.

Изображение слайда
3

Слайд 3: C ущность предметной области понимается как результат абстрагирования реального объекта путем выделения и фиксации его свойств

Изображение слайда
4

Слайд 4: Классификация ситуаций предметной области

Изображение слайда
5

Слайд 5

Предметная область - это целенаправленная первичная трансформация картины внешнего мира в некоторую умозрительную картину, определенная часть которой фиксируется в ИС в качестве алгоритмической модели фрагмента действительности. Архитектура данных - это принципы субъективного представления информации в виде данных в рамках модели предметной области

Изображение слайда
6

Слайд 6: Структуризация данных

Одним из ключевых моментов построения архитектуры данных является степень детализации информации при преобразовании ее в элементы данных. Процесс такого преобразования называют структуризацией данных. Структуризация данных предполагает разбиение всего набора данных на определенные классы с целью дальнейшей детализации внутри выделенного класса.

Изображение слайда
7

Слайд 7: Как выделить предметные области ?

Для выделения предметных областей часто используется так называемая методика «правило 5W 1 h », а именно, ответы на вопросы когда ( when ), где ( where ), кто ( who ), что ( what ), почему ( why ) и как ( how ) по отношению к видам деятельности организации (интересы бизнеса). Например, при ответе на вопрос «кто» интересы бизнеса могут охватывать следующие объекты: «покупатели», «сотрудники», «поставщики», «менеджеры», «партнеры по бизнесу» и т. д.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Метод моделирования «сущность-связь»

Изображение слайда
9

Слайд 9: Сущность

Сущность ( entity ) – это некоторый типовой объект предметной области. Этот объект должен иметь экземпляры, отличающиеся друг от друга и допускающие однозначную идентификацию. Атрибут ( attribute ) есть свойство сущности. Ключом сущности называют атрибут(или набор атрибутов), который полностью идентифицирует экземпляр ( instance ) сущности. Книга< номер книги, название>. Автор < номер автора, ФИО, телефон>

Изображение слайда
10

Слайд 10: Первичный ключ

Первичный ключ ( primary key ) – это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующая экземпляр сущности. Выбор первичного ключа может оказаться непростой задачей, решение которой в состоянии повлиять на эффективность будущей ИС. В одной сущности могут оказаться несколько атрибутов или наборов атрибутов, претендующих на роль первичного ключа. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Изображение слайда
11

Слайд 11

Определение первичного ключа для сущности «Сотрудник». Здесь можно выделить следующие потенциальные ключи: Табельный номер. Номер паспорта. Фамилия + Имя + Отчество.

Изображение слайда
12

Слайд 12: Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований

Уникальность. Два экземпляра не должны иметь одинаковых значений возможного ключа. Потенциальный ключ ( Фамилия + Имя + Отчество ) является плохим кандидатом, поскольку в организации могут работать полные тезки. Компактность. Сложный возможный ключ не должен содержать ни одного атрибута, удаление которого не приводило бы к утрате уникальности.

Изображение слайда
13

Слайд 13: Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований

Атрибуты ключа не должны содержать нулевых значений. Если допускается, что сотрудник может не иметь паспорта или вместо паспорта иметь какое-либо другое удостоверение личности, то ключ № 2 не подойдет на роль первичного ключа. Значение атрибутов ключа не должно меняться в течение всего времени существования экземпляра сущности. Сотрудница организации может выйти замуж и сменить как фамилию, так и паспорт. Поэтому ключи № 2 и 3 не подходят на роль первичного ключа. Для того чтобы стать первичным, потенциальный ключ должен удовлетворять ряду требований.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Relationship

Сущности не существуют отдельно друг от друга. Между ними имеются реальные связи ( Relationship ), и они должны быть отражены в модели предметной области. Связь представляет собой взаимоотношение между двумя или более сущностями. Каждая связь реализуется через значения атрибутов сущностей. Обычно связь обозначается глаголом. Каждая связь также должна иметь свой уникальный идентификатор связи.

Изображение слайда
15

Слайд 15: Связи характеризуются степенью связи и классом принадлежности сущности к связи

Степень (мощность) связи – это отношение числа экземпляров сущностей, участвующих в образовании связи. Например, « один-к-одному », « один-ко-многим », « многие-ко-многим ». На уровне логической модели допускается неопределенная или неразрешенная связь.

Изображение слайда
16

Слайд 16: Связи характеризуются степенью связи и классом принадлежности сущности к связи

Класс принадлежности сущности - это характер участия сущности в связи. Различают обязательные и необязательные классы принадлежности сущности к связи. Обязательным является такой класс принадлежности, когда экземпляры сущности участвуют в установлении связи в обязательном порядке. В противном случае сущность принадлежит к необязательному классу принадлежности.

Изображение слайда
17

Слайд 17: Степень связи и класс принадлежности

Для необязательного класса принадлежности сущности степень связи может быть равна нулю, т.е. экземпляр сущности можно связать с 0, 1 или несколькими экземплярами другой сущности. Для обязательного класса принадлежности степень связи не может равняться нулю.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Рефлексивные связи

Взаимоотношения, связывающие сущность саму с собой, называются рефлексивными. Типичным примером рефлексивной связи является определение структуры подчиненности в отношении «Сотрудники». Рефлексивные отношения чаще всего отражают иерархические отношения внутри структуры данных.

Изображение слайда
19

Слайд 19: Слабые сущности ( weak )

Слабые сущности – это сущности, которые не могут присутствовать в базе данных, пока не существует связанного с ней экземпляра другой сущности. Примером такой сущности является заказ, который не может существовать без клиента. Слабые сущности имеют обязательный класс принадлежности, и степень связи такой сущности не может равняться нулю. Выявление слабых сущностей и связанных с ними обязательных отношений необходимо для обеспечения целостности и согласованности данных. Так, например, неизвестному клиенту невозможно приписать заказ.

Изображение слайда
20

Слайд 20: ER -диаграммы

Изображение слайда
21

Слайд 21

Представление сущности «Сотрудник» на ER - диаграмме В прямоугольнике перечисляются атрибуты сущности, при этом атрибуты, составляющие уникальный идентификатор сущности, подчеркиваются Атрибуты первичного ключа на диаграмме помечены PK

Изображение слайда
22

Слайд 22: Связь сущностей на ER -диаграмме изображается линией, соединяющей эти сущности

Каждая образовательная специальность должна быть зарегистрирована за определенным физическим лицом (персоной), физической лицо может иметь одну или более специальностей по образованию. Добавление поля в состав ключа помечено PFK

Изображение слайда
23

Слайд 23: Связь сущностей на ER -диаграмме

Каждый сотрудник работает в определенном отделе. В каждом отделе могут работать 0,1 и более сотрудников Внешний ключ помечен FK.

Изображение слайда
24

Слайд 24: Различные типы связей ER -диаграммы

Существуют различные типы связей : идентифицирующая связь ( identifying relationship ) «один ко многим», неидентифицирующую связь ( non-identifying relationship ) "один ко многим".

Изображение слайда
25

Слайд 25: С типами связей связывают и различные типы сущностей

Различают два типа сущностей зависимые ( D ependent entit y ) и независимые ( Independent entit y ).

Изображение слайда
26

Слайд 26: D ependent entit y + identifying relationship

В связи «сотрудник»-«образование» информация о специальности не может быть внесена и не имеет смысла без информации о сотруднике, который имеет специальность по диплому об образовании. При установлении идентифицирующей связи ( непрерывная линия ) атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Одновременно такой атрибут дочерней сущности считается и внешним ключом. ( PFK )

Изображение слайда
27

Слайд 27: Independent entit y + non-identifying relationship

При установлении неидентифицирующей связи ( пунктирная линия ) дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов дочерней сущности и становится внешним ключом ( FK ). Неидентифицирующая связь служит для связывания независимых сущностей Экземпляр сущности «Сотрудник» может существовать безотносительно к какому-либо экземпляру сущности «Отдел», т. е. сотрудник может работать в организации и не числиться ни в каком-либо отделе.

Изображение слайда
28

Слайд 28: Различают несколько типов зависимых сущностей

Характеристическая зависимая дочерняя сущность, которая связана только с одной родительской и по смыслу хранит информацию о характеристиках родительской сущности. Ассоциативная сущность, связанная с несколькими родительскими сущностями. Такая сущность содержит информацию о связях сущностей. Категориальная дочерняя сущность в иерархии наследования

Изображение слайда
29

Слайд 29: Различают несколько типов зависимых сущностей

Иерархия наследования (subtype relationship) или иерархия категорий представляет собой особый тип объединения сущностей, которые разделяют общие характеристики. Например, в организации работают служащие, занятые полный рабочий день (штатные служащие) и совместители. Из их общих свойств можно сформировать обобщенную сущность (родовой предок) «Сотрудник», чтобы представить информацию, общую для всех типов служащих. Специфическая для каждого типа информация может быть расположена в категориальных сущностях (потомках) «Штатный сотрудник» и «Совместитель».

Изображение слайда
30

Слайд 30: Иерархия наследования (subtype relationship)

Изображение слайда
31

Слайд 31

Изображение слайда
32

Слайд 32: Нормализация модели «Сущность-Связь»

Нормализация – процесс проверки и реорганизации сущностей и атрибутов с целью удовлетворения требований к реляционной модели данных. Нормализация позволяет быть уверенным, что каждый атрибут определен для своей сущности, значительно сократить объем памяти для хранения информации и устранить аномалии в организации хранения данных. В результате проведения нормализации должна быть создана структура данных, при которой информация о каждом факте хранится только в одном месте.

Изображение слайда
33

Слайд 33: Нормализация основана на понятии функциональной зависимости

Функциональная зависимость. Атрибут B сущности E функционально зависит от атрибута A сущности E тогда и только тогда, когда каждое значение A в E связало с ним точно одно значение B в E, т. е. A однозначно определяет B. Полная функциональная зависимость. Атрибут B сущности E полностью функционально зависит от ряда атрибутов A сущности E тогда и только тогда, когда B функционально зависит от A и не зависит ни от какого подмножества атрибутов A.

Изображение слайда
34

Слайд 34: 1NF

Первая нормальная форма (1NF). Сущность находится в первой нормальной форме тогда и только тогда, когда все атрибуты содержат атомарные значения.

Изображение слайда
35

Слайд 35: Ненормализованная сущность «Сотрудник»

Атрибуты Телефон и Хобби могут представлять повторяющиеся группы и тем самым нарушать требования первой нормальной формы. Сотрудник может иметь несколько рабочих телефонов или иметь несколько увлечений (рыбалка, охота, плавание). Нарушением требований нормализации является хранение в одном атрибуте разных по смыслу значений (атомарности). Атрибут Дата зачисления или увольнения хранит информацию, как о зачислении, так и об увольнении сотрудника. Невозможно понять, какая именно дата внесена.

Изображение слайда
36

Слайд 36: 1NF

Для приведения сущности к первой нормальной форме следует: разделить сложные атрибуты на атомарные; создать новую сущность; перенести в нее все «повторяющиеся» атрибуты; выбрать возможный ключ для нового PK (или создать новый PK); установить идентифицирующую связь от прежней сущности к новой, PK прежней сущности станет внешним ключом (FK) для новой сущности.

Изображение слайда
37

Слайд 37: 1NF для сущности «Сотрудник»

Изображение слайда
38

Слайд 38: 2NF

Вторая нормальная форма (2NF). Сущность находится во второй нормальной форме, если она находится в первой нормальной форме, и каждый неключевой атрибут полностью зависит от первичного ключа (не должно быть зависимости от части ключа). Вторая нормальная форма имеет смысл только для сущностей, имеющих сложный первичный ключ.

Изображение слайда
39

Слайд 39: сложный первичный ключ

Атрибуты Фамилия, Имя, Отчество и Должность зависят только от атрибута Табельный номер руководителя, но вовсе не от Наименования проекта. Другими словами, имеется зависимость только от части ключа.

Изображение слайда
40

Слайд 40

Для приведения сущности ко второй нормальной форме следует: выделить атрибуты, которые зависят только от части первичного ключа, создать новую сущность; поместить атрибуты, зависящие от части ключа, в их собственную (новую) сущность; установить идентифицирующую связь прежней сущности с новой

Изображение слайда
41

Слайд 41: 2NF сущности «Проект»

Изображение слайда
42

Слайд 42

Вторая нормальная форма позволяет избежать следующих аномалий при выполнении операций: Обновления (UPDATE). Имеет место дублирование данных о сотруднике, если он руководит несколькими проектами. Если данные о сотруднике изменяются, необходимо менять несколько записей (по числу ведомых проектов). Вставки (INSERT). Невозможно ввести данные о сотруднике, если он в данный момент не руководит проектами. Удаления (DELETE). Если сотрудник временно прекращает руководство проектами, данные о нем теряются.

Изображение слайда
43

Слайд 43: 3NF

Третья нормальная форма (3NF). Сущность находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и никакой неключевой атрибут не зависит от другого неключевого атрибута (не должно быть взаимозависимости между неключевыми атрибутами).

Изображение слайда
44

Слайд 44

C ущность «Сотрудник» находится во второй нормальной форме (имеется только один атрибут первичного ключа, поэтому не может быть зависимости неключевых атрибутов от части ключа), но неключевой атрибут Оклад зависит от другого неключевого атрибута – Должности.

Изображение слайда
45

Слайд 45: 3 NF

Для приведения сущности ко третьей нормальной форме следует: создать новую сущность и перенести в нее атрибуты с одной и той же зависимостью от неключевого атрибута; использовать атрибут(ы), определяющий эту зависимость, в качестве первичного ключа новой сущности; установить не идентифицирующую связь новой сущности со старой

Изображение слайда
46

Слайд 46: C ущность «Сотрудник» в 3NF

Изображение слайда
47

Слайд 47

Третья нормальная форма также позволяет избежать ряда аномалий: Обновления (UPDATE). Имеет место дублирование данных об окладе, если должность занимают несколько сотрудников. Если оклад, соответствующий должности, меняется, необходимо менять несколько записей (по числу сотрудников на одной должности). Вставки (INSERT). Невозможно ввести данные об окладе, соответствующем должности, если в данный момент нет сотрудника, занимающего эту должность. Удаления (DELETE). В случае удаления из таблицы сотрудника, занимающего уникальную должность, данные об окладе теряются.

Изображение слайда
48

Слайд 48: Пример проектирования

Изображение слайда
49

Слайд 49: База данных проектной организации

Общая постановка задачи: база данных создаётся для информационного обслуживания руководства организации, руководителей проектов и участников проектов. Основная деятельность организации – выполнение проектов. Договоры на выполнение проектов заключаются с заказчиками (каждый договор – с одним заказчиком). Каждый проект должен быть выполнен в заданные сроки, каждый проект может состоять из нескольких этапов. Если проект состоит из одного этапа, то сроки его выполнения должны совпадать со сроками выполнения проекта в целом. По каждому этапу определяется форма отчетности и сумма оплаты. БД должна содержать данные об отделах организации, проектах и сотрудниках, участвующих в реализации проектов. Сотрудник может участвовать в проекте в качестве руководителя, исполнителя или консультанта.

Изображение слайда
50

Слайд 50: Попытка структуризации предметной области

Изображение слайда
51

Слайд 51: Сущности предметной области

Отделы. Атрибуты: название, аббревиатура, комнаты, телефоны. Атрибуты: ФИО, паспортные данные, дата рождения, пол, ИНН (индивидуальный номер налогоплательщика), номер пенсионного страхового свидетельства, адреса, телефоны (рабочий, домашний, мобильный), данные об образовании (вид образования – высшее, среднее и т.д., – специальность, номер диплома, дата окончания учебного заведения), должность, оклад, логин (имя пользователя). Сотрудники. Атрибуты: номер договора; полное название проекта; сокращённое название проекта; дата подписания договора; заказчик; контактные данные заказчика; дата начала проекта; дата завершения проекта; сумма по проекту; дата реальной сдачи проекта; сумма, полученная по проекту на текущую дату. Проекты. Атрибуты: номер по порядку, название, дата начала этапа, дата завершения этапа, форма отчетности, сумма по этапу, дата реальной сдачи этапа; сумма, полученная по этапу на текущую дату. Этапы проекта.

Изображение слайда
52

Слайд 52: Особенности предметной области

Каждый отдел занимает одно или несколько помещений (комнат), в каждом помещении может быть один или несколько стационарных телефонов. Каждый сотрудник работает в определённом отделе, в каждом отделе могут работать несколько сотрудников. Каждый проект относится к определённому отделу, каждый отдел может отвечать за несколько проектов. Каждый сотрудник может принимать участие в выполнении нескольких проектов, над каждым проектом может трудиться несколько сотрудников. Для каждого проекта назначается руководитель из числа сотрудников отдела, к которому относится проект. Каждый проект может состоять из нескольких этапов. Оклад сотрудника зависит от занимаемой должности, за участие в проектах сотрудник получает дополнительное вознаграждение. Отделы – сотрудники: Отделы – проекты: Сотрудники – проекты: Проекты – этапы: Сотрудники – оплата: Отделы – комнаты:

Изображение слайда
53

Последний слайд презентации: Понятие предметной области

Изображение слайда