2.2 Разработка информационной модели
На основе детального изучения и анализа предметной области спроектирована структура базы данных для железнодорожной станции.
Логическое и физическое проектирование базы данных было выполнено с помощью CASE-средства AllFusion Erwin Data Modeler (Erwin). Модели ERwin визуализируют структуры данных для облегчения организации и управления данными, упрощения сложных взаимосвязей данных, а также технологий создания баз данных и среды развертывания.
Что такое ERWin
Информационное моделирование. Базы данных создаются в несколько этапов, на каждом из которых необходимо согласовывать структуру данных с заказчиком. Поэтому представление данных должно быть простым и понятным всем заинтересованным лицам. Именно по этой причине, наибольшее распространение получила информационная модель баз данных под названием "сущность-связь" (entity-relationship), которая также известна как ER-диаграмма. Модели, представленные в виде ER-диаграмм, крайне просты и удобны для понимания. В настоящее время на рынке инструментов разработки баз данных присутствует несколько продуктов автоматизации информационного моделирования структуры данных и бизнес правил (правил предметной области), использующих ER-диаграммы. Продукт Logic Works ERwin (в настоящее время AllFusion Erwin Data Modeler фирмы Computer Associates) является среди них лидером.
Программный пакет ERwin является CASE - средством разработки структур баз данных (БД), сочетает графический интерфейс Windows, инструменты для построения ER-диаграмм, редакторы для создания логического и физического описания модели данных и поддержку ведущих реляционных СУБД и настольных баз данных. С помощью ERwin можно создавать (выполнять инжиниринг) или проводить обратное проектирование (реинжиниринг) баз данных. Модели ERwin сохраняются в файлах с расширением erwin.
Технология моделирования баз данных в среде Erwin.
Реализация моделирования в ERwin базируется на теории реляционных баз данных и на методологии IDEF1X. Методология IDEF1X была разработана для ВВС США и теперь используется, в частности, в правительственных, аэрокосмических и финансовых учреждениях, а также в большом числе частных компаний. Методология IDEF1X определяет стандарты терминологии, используемой при информационном моделировании, и графического изображения типовых элементов на диаграммах.
ERwin создает визуальное представление - модель данных для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения как части документации, необходимой в цикле разработки.
ERwin из ER-диаграммы автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).
Диаграмма ERwin строится из трех основных блоков - сущностей, атрибутов и связей. Возможны две точки зрения на информационную модель и, соответственно, два уровня модели. Первый - логический (точка зрения пользователя), описывает данные, задействованные в бизнесе предприятия. Второй – физический, определяет представление информации в БД. ERwin объединяет их в единую диаграмму, имеющую несколько уровней представления.
Процесс построения информационной модели состоит из следующих шагов:
- определение сущностей;
- определение зависимостей между сущностями;
- задание первичных и альтернативных ключей;
- определение атрибутов сущностей;
- приведение модели к требуемому уровню нормальной формы;
- переход к физическому описанию модели (назначение соответствий имя сущности - имя таблицы, атрибут сущности - атрибут таблицы);
- задание триггеров, процедур и ограничений;
- генерация базы данных.
Выбор между логическим и физическим уровнем отображения осуществляется через линейку инструментов или меню. Внутри каждого из этих уровней есть различные режимы отображения.
Режим "сущности" - внутри прямоугольников отображается имя сущности (для логической модели) или имя таблицы (для физического представления модели); служит для удобства обзора большой диаграммы или размещения прямоугольников сущностей на диаграмме.
Режим "определение сущности" служит для презентации диаграммы другим людям.
Режим "атрибуты". При переходе от предметной области к модели требуется вводить информацию о том, что составляет сущность. Эта информация вводится путем задания атрибутов (на физическом уровне - колонок таблиц). В этом режиме прямоугольник-сущность делится линией на две части - в верхней части отображаются атрибуты (колонки), составляющие первичный ключ, а в нижней - остальные атрибуты. Этот режим является основным при проектировании на логическом и физическом уровнях.
Режим "первичные ключи" - внутри прямоугольников - сущностей показываются только атрибуты/колонки, составляющие первичный ключ.
Режим "пиктограммы". Для презентационных целей каждой таблице может быть поставлена в соответствие пиктограмма (bitmap).
Режим "показ глагольной фразы". На дугах связей показываются глагольные фразы, связывающие сущности (для логического уровня) или имена внешних ключей (для физического уровня). Диаграмма может занимать более чем один экран и более чем один лист при печати. Для обзора модели предусмотрены, кроме прокруток экрана, режимы уменьшения/увеличения изображения, отображение всей модели, отображение выделенной части модели.
Были определены сущности, атрибуты и связи между ними. Логическое и физическое проектирование ER-диаграммы представлены на рисунке 2.1 и рисунке 2.2, которые содержат 8 сущностей с определенными атрибутами и связями между ними.
Из анализа предметной области определяем сущности и их атрибуты.
Сущность proizvoditeli содержит названия марок автомобилей:
proizv_id, идентификатор марки (первичный ключ);
nazv, название марки.
Сущность models cодержит список моделей различных марок автомобилей:
model_id, идентификатор модели (первичный ключ);
nazv, название модели;
proizv_id, принадлежность определенной марке (внешний ключ).
Сущность colors содержит названия цветов автомобилей:
color_id, идентиикатор цвета (первичный ключ);
nazv, название цвета.
Сущность pen. Справочник штрафов:
pen_id, идентификатор штрафа (первичный ключ);
nazv, описание штрафа;
cost, цена за нарушение.
Сущность categories содержит все возможноые водительские категории:
cat_id, идентификатор категории (первичный ключ);
nazv, категория.
Сущность drivers содержит полную информацию о владельце автомобиля:
driver_id, идентификатор водителя (первичный ключ);
fam, фамилия;
nam, имя;
otch, отчество;
nom_udost, номер водительского удостоверения;
reg, дата получения водительского удостоверения;
endreg, окончание срока действия водительского удостоверения;
cat_id, категория вождения (внешний ключ).
Сущность cars содержит информацию об автомобилях:
car_id, государственный регистрационный номер (первичный ключ);
proizv_id, марка (внешний ключ);
model_id, модель (внешний ключ);
color_id, цвет (внешний ключ);
driver_id, владелец (внешний ключ);
god, год выпуска;
engine_id, номер двигателя;
engine, объем двигателя;
active, признак регистрации (зарегестрированно, не зарегестрировано).
Сущность penhistory сожержит информацию о всех штрафах водителя:
id, идетнификатор штрафа (первичный ключ);
driver_id, водитель (внешний ключ);
car_id, государственный регистрационный номер (внешний ключ);
pen_id, штраф (внешний ключ);
summ, сумма штрафа;
created, дата получения штрафа.
Сущность ugon сожрежит информацию об угнанных автомобилях:
ugon_id, идентификатор угона (первичный ключ);
car_id, автомобиль (внешний ключ);
vugone, признак нахождения в угоне;
data_ugona, дата угона;
end_ugon, признак возвращения из угона;
data_endugon, дата возвращения из угона.
Данные сущности с атрибутами создаем в CASE-средстве ERwin и устанавливаем через первичные ключи связи между сущностями.
Полученная ER-диаграмма представлена
на рисунке 3.1.
Рисунок 2.1 - ER-диаграмма логического уровня
Между сущностями существуют связи, которые показаны в таблице 3.1.
Таблица 2.1 - Связи между сущностями
|
Главная сущность |
Первичный ключ |
Подчиняющаяся сущность |
Внешний ключ |
Тип связи |
|
cars |
car_id |
drivers |
driver_id |
1:М |
|
proizvoditeli |
proizv_id |
1:1 | ||
|
models |
model_id |
1:1 | ||
|
colors |
color_id |
1:1 | ||
|
drivers |
driver_id |
categories |
cat_id |
1:М |
|
pen_history |
id |
drivers |
driver_id |
1:М |
|
cars |
car_id |
1:М | ||
|
pen |
pen_id |
1:1 | ||
|
ugon |
ugon_id |
cars |
car_id |
1:М |
Так как база данных будет реализованна в MS SQL Server, то необходимо при получении модели физического уровня выбрать в качестве сервера назначения MS SQL Server.
На рисунке 3.2 показана
ER-диаграмма физического уровня.
Рисунок 3.2. ER-диаграмма физического уровня
В ER-диаграмме физического уровня учтены типы данных, применяемые в MS SQL Server.