Проектирование инфологической модели предметной области в терминах семантической (смысловой) модели

2.1. ER-модель «сущность-связь»

Инфологическая модель предметной области включает в себя ряд компонентов. Центральной компонентой инфологической модели является описание объектов предметной области и связей между ними с помощью так называемой ER-модели.

ER-модель (Entity Relationship - сущность-связь). имеет несколько базовых понятий, образующих исходные кирпичики, из которых строятся уже более сложные объекты по заранее определенным правилам.

С помощью сущности моделируется класс однотипных объектов. Сущность имеет имя, уникальное в пределах моделируемой системы. Так как сущность соответствует некоторому классу однотипных объектов, то предполагается, что в системе существует множество экземпляров данной сущности. Объект, которому соответствует понятие сущности, имеет свой набор атрибутов – характеристик, определяющих свойства данного представителя класса. При этом набор атрибутов должен быть таким, чтобы можно было различать конкретные экземпляры сущности.

Эта модель в наибольшей степени согласуется с концепцией объектно-ориентированного проектирования, которая в настоящий момент является базовой для разработки сложных информационных систем.

Рассмотрим сущности «Кафедра» (рис.1), «Студент» (рис.2), «Преподаватель» (рис.3), «Предмет» (рис.4), «Группа» (рис.5), «Ведомость успеваемости».

Рис. 1. Определение сущности «Кафедра» в ER-модели

Рис. 2. Определение сущности «Студент» в ER-модели

Рис. 3. Определение сущности «Преподаватель» в ER-модели

Рис. 4. Определение сущности «Предмет» в ER-модели

Рис.5. Определение сущности «Группа» в модели ER

2.2. Установление связей между сущностями инфологической модели АИС «База данных деканата ФПМ ВоГТУ»

Представим предметную область Деканат вуза как взаимодействие следующих сущностей: каждый «Студент» сдает экзамен или зачет по некоторому «Предмету» согласно учебному плану. В учебном процессе участвует «Преподаватель», который осуществляет чтение учебного курса и контроль знаний «Студента». В учебном процессе также участвует «Кафедра», которая организовывает работу «Преподавателя». Обучение «Студента» ведется в «Группе» совместно с его одногруппниками.

Следует отметить, что для каждой сущности устанавливается свой код – ключевой атрибут, однозначно характеризующий сущность. Например, номер студбилета студента в группе может выполнять роль ключа, поскольку для каждого студента эти номера не могут повторяться.

Будем считать для простоты все связи обязательными. Между выделенными сущностями можно установить, например, следующие связи:

«Студенты» объединены в «Группы» (связь М:1).
Работу «Преподавателей» организуют «Кафедры» (связь М:1).
«Преподаватели» преподают «Предметы» (связь 1:М).
«Студенты» сдают «Предметы» (связь М:М).

Покажем теперь эти связи между сущностями графически с использованием нотации стандарта IDEF1X. Моделирование данных. Связь между сущностями «Студент» и «Группа» представлена на рис. 6.

Студент

Группа

М : 1

Рис. 6. Моделирование связи между сущностями «Студент» и «Группа»

Аналогичным образом выглядит связь «Преподаватель» и «Кафедра». Для простоты предлагается считать, что каждый преподаватель обязательно работает на какой-нибудь кафедре (рис.8).

М : 1

Рис. 7. Моделирование связи между сущностями «Преподаватель» и «Кафедра»

Рис. 8. Моделирование связи между сущностями «Студент» и «Ведомость успеваемости» (выполнить самостоятельно), «Студент» и «Специальность» .

На рис. 9 показана версия неполной ER-модели для базы данных Деканат ФПМ ВоГТУ (доработать самостоятельно).

Группа

Студент

М : 1

Предмет

1 : М

1 :

М : 1

Кафедра

Рис.9. Моделирование связей между сущностями предметной области Деканат ФПМ ВоГТУ

Возможный вариант инфологической схемы базы данных «Деканат ФПМ ВоГТУ» представлен на рис. 10 (выполнено с неточностями).

Рис. 10. Инфологическая схема базы данных Деканат ФПМ ВоГТУ (возможный вариант)

Пояснения к схеме: каждая сущность затем превращается в таблицу и в каждой таблице выделяется первичный ключ. Это один или несколько столбцов таблицы, которые служат уникальным идентификатором каждой строки. На инфологической схеме данных первичный ключ выделяется и подчеркивается горизонтальной линией (см.рис. 10).

Эти же столбцы служат и для связи между таблицами. В каждой связи выделяют главную и подчиненную таблицу. Первичный ключ главной таблицы соответствует

первичному столбцу (или нескольким столбцам) подчиненной таблицы, который называется внешним ключом. На схеме данных связь обозначается линией.

После разработки инфологической модели предметной области «Деканат вуза» в среде реляционной СУБД ACCESS 2003 разрабатываем базу данных Автоматизированной Информационной Системы «Деканат вуза».