Типы связей информационных объектов

Одно – однозначные связи

Одно – однозначные связи имеют место, когда каждому экземпляру первого объекта (А) соответствует только один экземпляр второго объекта (В)и наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) соответствует только один экземпляр первого объекта (А). Следует заметить, что такие объекты легко могут быть объединены в один, структура которого образуется объединением реквизитов обоих исходных объектов, а ключевым реквизитом может быть выбран любой из альтернативных ключей, т.е. ключей исходных объектов. Графическое изображение одно – однозначных связей являются группа – староста, фирма – расчетный счет в баке и т.п.

img_1_1 

Рис.1 Графическое изображение одно – однозначных отношений объектов

Одно – многозначные связи (1:М) – это такие связи, когда экземпляру одного объекта (А) может соответствовать несколько экземпляров другого объекта (В), а каждому экземпляра второго объекта (В) может соответствовать только один экземпляр первого объекта (А).

 img_1_2

Рис.2 Графическое изображение одно – многозначный связи отношений объектов.

В такой связи объект А является главным объектом, а объект В – подчиненным, т.е. имеет место иерархическая подчиненность объекта В объекту А. Примером одно – многозначных связей являются подразделения – сотрудники, кафедра – преподаватель, группа студент и т.п.

Много – многозначные связи (M:N) – это когда, каждому экземпляру одного объекта (А) могут соответствовать несколько экземпляров второго объекта (В) и наоборот, каждому экземпляру второго объекта (В) может соответствовать тоже несколько экземпляров первого объекта (А).

 img_1_3

Рис.3 Преобразование связи типа M:N через объект – связку

 Объект – связка должен иметь идентификатор, образованный из идентификаторов исходных объектов Ка и Кб.
Примером много – многозначных связей является связь поставщики – товары, если один поставщик поставляет разные наименования товаров, а товар одного наименования поставляется несколькими поставщиками.

Определение связей между информационными объектами

 Рассмотрим определение связей между информационными объектами и тип отношений, которыми они характеризуются, для предметной области Учебный процесс.

Связи между объектами ГРУППА - СТУДЕНТ характеризуются одно – многозначными отношениями (1:М), поскольку одна группа включает много студентов, а один студент входит только в одну группу. Связь между ними осуществляется по номеру группы, который является уникальным идентификатором главного объекта ГРУППА входит в составной идентификатор объекта СТУДЕНТ (см.табл.1)

Аналогично устанавливается связь между объектами КАФЕДРА ПРЕПОДАВАТЕЛЬ, которые также находятся в одно – многозначных отношениях. Связь между ними осуществляются по уникальному ключу главного объекта КАФЕДРА – коду кафедры, который в подчиненном объекте ПРЕПОДАВАТЕЛЬ является описательным.

Таблица 1. Объекты справочной информации о студентах, группах и предметах

Информационный объект Название реквизитов Обозначение реквизита Признак ключа
ГРУППА Номер группы
Количество студентов Средний балл в группе
НГ
КОЛ
ПБАЛ
Уникальный простой
СТУДЕНТ Номер группы
Номер студентов
Фамилия И.О.
Год рождения
Адрес
Балл при поступлении
НГ
НС
ФИО
ГОДР
АДРЕС
ПБАЛЛ
Уникальный составной
ПРЕДМЕТ Код предмета
Название предмета
Всего часов
Часов лекций
Часов практики
Число семестров
Программа курса (большой текст)
КП
НП

ЧАСЫ
ЛЕК
ПР
ЧС
ПРОГ
Уникальный простой

 

Таблица 2. Группировка реквизитов по информационным объектам документа Список преподавателей кафедры

Реквизиты объекта Признак ключа Имя информационного объекта Семантика объекта
ТАБН
ККАФ
ФИО
СТ
ЗВ
П,У ПРЕПОДАВАТЕЛЬ Сведения о преподавателях кафедр
ККАФ
НКАФ
ТЕЛ
ЗАВ
П,У КАФЕДРА Сведения о кафедрах

В таблице приняты обозначения для ключа: П – простой, У – уникальный.

В каждой группе в течение семестра проводятся занятия по разным предметам (объект ИЗУЧЕНИЕ). С другой стороны, каждое занятие определенно для каждой группы. Поэтому имеет место связь типа один – ко – многим между объектами ПРЕДМЕТ - ИЗУЧЕНИЕ.

По каждому предмету проводится множество занятий в различных группах разными преподавателями. С другой стороны, каждое занятие проводится по конкретному предмету, что определяет отношения типа один – ко – многим между объектами ПРЕДМЕТ - ИЗУЧЕНИЕ. Аналогично определяются отношения типа один – ко – многим между объектами ПРЕПОДАВАТЕЛЬ – ИЗУЧЕНИЕ.
Объект ИЗУЧЕНИЕ фактически играет роль объекта связки в много – многозначных отношениях объектов.

img_1_4 

Рис.4 Много – многозначные связи информационных объектов

img_1_5 

Рис.5 Информационно – логическая модель предметной области Учебный процесс

Объект УСПЕВАЕМОСТЬ содержит данные об успеваемости (оценку ) конкретного студента по конкретному занятию. Поэтому он является связанным с объектом СТУДЕНТ и объектом ИЗУЧЕНИЕ. Один студент имеет оценки по нескольким занятиям, но каждая оценка всегда относится к одному конкретному студенту. Это означает, объект УСПЕВАЕМОСТЬ является подчиненным и находится в одно – многозначных отношениях с объектом СТУДНТ. Объект УСПЕВАЕМОСТЬ, а также является подчиненным и находится в одно – многозначных отношениях с объектом ИЗУЧЕНИЕ. Объект УСПЕВАЕМОСТЬ выполняет роль объект – связки много – многозначных отношениях объектов СТУДЕНТ и ИЗУЧЕНИЕ. Много – многозначные отношения между этими объектами определяются тем, что одному студенту соответствует много занятий, отображаемых объектом ИЗУЧЕНИЕ, а одно занятие проводится со многими студентами.

В табл.3 перечислены все одно – многозначные связи между объектами, указаны ключи, по которым должны устанавливаться связи, и определены главные и подчиненные информационные объекты в этих связях.

Таблица 3 Связи информационных объектов

Главный объект Подчиненный объект Тип связи Ключ связи
ГРУППА
КАФЕДРА
ГРУППА
ПРЕДМЕТ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
СТУДЕНТ
ИЗУЧЕНИЕ
СТУДЕНТ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
ИЗУЧЕНИЕ
ИЗУЧЕНИЕ
ИЗУЧЕНИЕ
УСПЕВАЕМОСТЬ
УСПЕВАЕМОСТЬ
1:М
1:М
1:М
1:М
1:М
1:М
1:М
НГ
К КАФ
НГ
КП
ТАБН
НГ+НС
НГ+КП+ТАБН+ВИДЗ

 

Информационно – логическая модель приведена в каноническом виде и объекты в ней размещены по уровням. Уровень остальных объектов определяется наиболее длинным путем к объекту от нулевого уровня. Такое размещение объектов дает представление об их иерархической подчиненности, делает модель более наглядной и облегчает понимание одно – многозначных отношений между объектами.

Логическая структура реляционной базы данных

Логическая структура реляционной базы данных Access является адекватным отображением полученной информационно – логической модели, не требующим дополнительных преобразований. Каждый информационный объект модели данных отображается соответствующей реляционной таблицей. Структура реляционной таблицы определяется реквизитным составом соответствующего информационного объекта, где каждый столбец (поле) соответствует одному из реквизитов объекта. Ключевые реквизиты объекта образуют уникальный ключ реляционной таблицы. Для каждого столбца задается тип, размер данных и другие свойства. Строки (записи) таблицы соответствуют экземплярам объекта и формируются при загрузке таблиц.

Связи между объектами модели данных реализуются одинаковыми реквизитами – ключами связи в соответствующих таблицах. При этом ключом связи всегда является уникальный ключ главной таблицы. Ключом связи в подчиненной таблице является либо некоторая часть уникального ключа в ней, либо поле, не входящее в состав первичного ключа (например, код кафедры в таблице ПРЕПОДАВАТЕЛЬ). Ключ связи в подчиненной таблице называется внешним ключом. В Access может быть создана схема данных, наглядно отображающая логическую структуру базы данных. Определение одно – многозначных связей в этой схеме должно осуществляться в соответствии с построенной моделью данных. Внешний вид схемы данных практически совпадает с графическим представлением информационно – логической модели. Для модели данных, построенной в рассмотренном примере, логическая структура базы данных в виде схемы данных Access приведена на рис.2.7.

На этой схеме прямоугольники отображают таблицы базы данных с полным списком их полей, а связи показывают, по каким полям осуществляется взаимосвязь таблиц. Имена ключевых полей находятся в левой части полного списка полей каждой таблицы.