4.7. Построение er-диаграммы предметной области (er-диаграммы экземпляров и классов; пример)

Рассмотрим построение ER-диаграммы, описывающей структуру предметной области (ПО). В ER-диаграмме для отображения сущностей используются прямоугольники, а для отображения связей - ромбы. Различают ER-диаграммы для экземпляров сущностей и ER-диаграммы для классов сущностей. Ниже приведены ER-диаграммы обоих типов для БД Преподаватель читает дисциплину (рис. 4.3 и 4.4).

Рис. 4.3. ER -диаграмма для экземпляров сущностей и связей

Здесь П1, П2, П3, П4 различные преподаватели, а Базы данных, Основы программирования, Информатика, Математика – названия дисциплин.

Рис. 4.4. ER -диаграмма классов

КП (код преподавателя), КД (код дисциплины) - атрибуты, являющиеся первичными ключами соответственно сущностей Преподаватель и Дисциплина. Для каждого экземпляра сущности Преподаватель и Дисциплина коды различны. Ключ связи - составной из двух атрибутов <КП, КД>.

На первом этапе необходимы только атрибуты, являющиеся ключами сущностей. Другие атрибуты вместе с определенными над ними функциональными зависимостями (ФЗ) добавляются в отношения на более поздних этапах.

Чаще всего встречаются бинарные связи, т. е. связи между двумя сущностями, но могут быть и связи более высокого порядка, когда по смыслу неразрывно соединены несколько сущностей. Связь «Преподаватель читает дисциплину» является бинарной, она связывает только две сущности, а связь «Преподаватель читает дисциплину для специальности» является тройственной, она связывает три сущности, и т. д. Сначала рассмотрим наиболее простые и распространенные бинарные связи.

4.8. Бинарных связи и классы принадлежности. Случай 1 – связь 1:1, кп обеих сущностей обязательный

Связь между сущностями имеет две характеристики: степень связи и класс принадлежности сущности к связи. Значения этих характеристик могут быть определены из анализа связей между экземплярами сущностей. Степень связи показывает, сколько экземпляров одной сущности могут быть связаны с каждым экземпляром другой сущности. Степень связи оценивается с каждой из сторон. Степень связи может иметь одно из трех значений:

- один к одному (1:1);

- один ко многим (1:М или М: 1);

- многие ко многим (M:N).

Связь 1:1 означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть связан только с одним экземпляром второй сущности и наоборот.

Связь 1:М означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть связан с несколькими экземплярами второй сущности, а каждый экземпляр второй сущности может быть связан только с одним экземпляром первой сущности.

Связь M:N означает, что каждый экземпляр первой сущности может быть связан с несколькими экземплярами второй сущности и наоборот.

Класс принадлежности (КП) сущности к связи может быть обязательным и необязательным. При обязательном классе принадлежности каждый экземпляр сущности обязательно должен быть связан с другой сущностью. При необязательном классе принадлежности не требуется, чтобы каждый экземпляр сущности был связан с каким-либо экземпляром другой сущности. Другими сло­вами, в БД хранится информация обо всех экземплярах сущностей, но только некоторые из них связаны с экземплярами другой сущности.

Для отображения характеристик связи на диаграмме может ис­пользоваться, например, символ «точка». Если точка внутри прямоугольника, то соответствующая прямоугольнику сущность имеет обязательный класс принадлежности. Если вне прямоугольника, то необязательный класс принадлежности. Цифры или буквы рядом с точками указывают на степень связи. Сочетание трех типов связей с двумя классами принадлежности дают возможность описания множества различных вариантов связей в предметной области. Чтобы лучше усвоить введенные понятия, рассмотрим на примерах некоторые случаи и для них построим ER -диаграммы.

Существуют различные правила взаимоотношений между сущностями Преподаватель и Дисциплина, принятые в различных учебных заведениях.

Случай 1. Каждый преподаватель может читать только одну Дисциплину, каждая Дисциплина читается не более чем одним Преподавателем. Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей обязательный (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Отношение сущностей и ER -диаграммы для случая 1

Здесь Д1, Д2, ДЗ, Д4 - названия дисциплин. КП, КД - ключи сущностей соответственно Преподаватель и Дисциплина.