Проектирование базы данных

Логическая модель базы данных

Логическая модель — графическое представление структуры базы данных с учетом принимаемой модели данных (иерархической, сетевой, реляционной и т. д.), независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы.

Иными словами, она показывает, ЧТО хранится в базе данных (объекты предметной области, их атрибуты и связи между ними), но не отвечает на вопрос КАК (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Логическая модель базы данных в нотации IDEF1X

Методология IDEF1X — один из подходов к моделированию данных, основанный на концепции «сущность — связь» (Entity — Relationship), предложенной Питером Ченом в 1976 г. Методология IDEF1X ориентирована на проектирование реляционных моделей баз данных.

В основе реляционной модели лежит понятие нормализованного отношения (таблицы). При этом сущности предметной области отображаются в таблицы базы данных (рис. 2.2), обладающие следующими свойствами:

• § нет одинаковых кортежей (строк), они различаются по уникальному идентификатору — первичному ключу;
• § кортежи (строки / записи) не упорядочены сверху вниз;
• § атрибуты (столбцы) не упорядочены слева направо; в операциях с таблицей ее строки и столбцы могут просматриваться в любой последовательности безотносительно их содержания и смысла;
• § все значения атрибутов — скаляры и имеют одинаковую природу (построены на одном домене).

Рис. 2.2. Таблица реляционной базы данных

Ключ — столбец или группа столбцов, значения которых однозначно идентифицируют каждую строку.

В одной таблице может быть несколько ключей: один первичный, посредством которого осуществляется связывание отношений, а другие — альтернативные. Свойства ключа:

• § уникальность (не может быть строк с одинаковым ключом);
• § неизбыточность (удаление любого атрибута из ключа лишает его свойства уникальности).

Реляционная база данных? это множество связанных между собой отношений. Связи задаются с помощью вторичных ключей (Foreign key — FK), т. е. атрибутов, которые в других отношениях являются первичными ключами (Primary key — PK).

Основные ограничения целостности реляционной модели:

• § атрибуты из первичного ключа не могут принимать неопределенное значение (целостность объектов);
• § вторичные ключи не могут принимать значения, которых нет среди значений первичных ключей связанной таблицы: если отношение R2 имеет среди своих атрибутов какой-то внешний ключ (FK), который соответствует первичному ключу (PK) отношения R1, то каждое значение FK должно быть равно одному из значений PK.

Вернемся к нотации IDEF1X. В табл. 2.1 приведены основные элементы нотации.

Таблица 2.1. Основные элементы нотации IDEF1X.

Независимая сущность — это сущность, уникальный идентификатор которой не наследуется из других сущностей. Изображается в виде прямоугольника с прямыми краями.

Зависимая сущность — это сущность, уникальный идентификатор которой включает по меньшей мере одну связь с другой сущностью. Например, строка документа не может существовать без самого документа (зависит от него). Изображается в виде прямоугольника с закругленными краями.