Описание предметной области и определение цели проектирования

Описание предметной области проектируемой информационной системы выполняется в произвольном стиле на естественном (русском) языке. Цель этого раздела заключается в том, чтобы в результате неформализованного описания были понятны проблемы предметной области. Например: «База данных предназначена для хранения данных о приобретенных библиотекой книгах, информации о местонахождении отдельных экземпляров (переплетов) каждой книги и сведений об абонентах. Для ведения библиотечных каталогов, организации поиска требуемых изданий и библиотечной статистики в базе должны храниться сведения, большая часть которых размещается в аннотированных каталожных карточках и т.д.».

Из описания предметной области должно быть понятно, что создание учебной базы данных если и не обосновано экономически, то хотя бы имеет положительное значение в плане совершенствования профессиональной деятельности в предметной области.

Должны быть указаны границы предметной области, например технологические аспекты функционирования объекта исследования (или другие). Например: «Технология работы библиотеки реализуется через ее комплектование книгами, справочно-библиографическое и абонементное обслуживание».

Рекомендуется сформулировать семантические условия (бизнес-правила), определяющие функционирование предметной области. Например: «абонент библиотеки однозначно идентифицируется его шифром», «абонентами могут быть сотрудники и студенты», «экземпляр книги идентифицируется его инвентарным номером».

Желательно описать алгоритмы выполнения тех или иных операций исполнителей конкретных видов работ или действий.

Здесь же должна быть сформулирована цель разработки учебной базы данных, например «Автоматизация профессиональной деятельности в конкретной предметной области» (или другая).

Анализ предметной области и инфологическое проектирование

В разделе «Функциональная модель предметной области» должны быть приведены результаты функционального моделирования предметной области учебной базы данных, выполненного в среде BPwin. Словесные описания особенностей функционирования предметной области должны сопровождаться изображениями контекстной диаграммы предметной области, диаграмм декомпозиции, иерархической схемы функций (Node Tree-диаграммы BPwin) (рис. 4-6), а также сводными таблицами (табл. 1 и 2) описаний работ (функций) и стрелок (данных).

Р ис. 4. Пример контекстной диаграммы предметной области "Библиотека"

Рис. 5. Пример диаграммы декомпозиции предметной области "Библиотека"

Рис. 6. Пример иерархической диаграммы функций предметной области "Библиотека"

Таблица 1

Описание работ

Имя работы	Номер работы	Описание работы
Работа библиотеки	А0	Под работой библиотеки имеются в виду технологические аспекты ее функционирования
Комплектование библиотеки и хранение новых книг	A1	Комплектование библиотеки предполагает приобретение новых книг, их хранение и списание
Справочно-библиографическое обслуживание	A2	Справочно-библиографическое обслуживание предполагает занесение сведений о книгах в каталог и поиск книг в каталоге
Абонементное обслуживание	A3	Абонементное обслуживание, в том числе: 1) запись на абонемент 2) поиск книг в каталоге 3) оформление заявки в хранилище 4) выдача книг 5) прием возвращенных книг
Комплектование библиотеки	A11	Комплектование библиотеки предполагает приобретение новых книг и списание пришедших в негодность. При комплектовании каждому экземпляру книги присваивается инвентарный номер
Хранение книг	A12	Экземпляры книг хранятся в хранилище и выдаются по заявкам абонентов во временное пользование
Занесение в каталог	A21	Вновь приобретенные книги регистрируются в каталоге
Библиографический поиск	A22	По запросу абонента осуществляется поиск информации о книге в каталоге
Запись на абонемент	A31	Посетители библиотеки могут быть записаны в качестве ее абонентов
Поиск книг	A32	Поиск сведений о книге выполняется по заявке абонента
Выдача книг	A33	Затребованные книги при наличии их в хранилище могут быть выданы
Оформление заявки	A34	При наличии свободного экземпляра книги в хранилище оформляется заявка на затребованную книгу
Возврат книг	A35	Выданные книги подлежат возврату и размещению их в хранилище

Таблица 2

Описание стрелок

Имя стрелки	Описание стрелки
Абоненты	Абоненты - это зарегистрированные клиенты библиотеки. После регистрации они приобретают права законных пользователей
Бюджет	Бюджет регламентирует все виды работ в библиотеке
Возвращенные книги	Возвращенные на абонемент книги размещаются в хранилище
Выданные книги	Выданные книги - это один из вариантов книг на выходе и один из вариантов поступления книг
Запрос	Перед оформлением заявки выполняется запрос на поиск информации о книге в каталоге
Зарегистрированные книги	Статус зарегистрированной приобретает книга после ее занесения в каталог. После регистрации в каталоге зарегистрированная книга поступает на хранение
Затребованные книги	При наличии свободного экземпляра по заявке затребованная книга поступает на абонемент
Заявка	При наличии свободного экземпляра книги оформляется заявка на ее получение во временное пользование
Книги на входе	Источники книг на входе библиотеки: 1) новые поступления 2) возвращенные книги
Книги на выходе	Книги на выходе‑это: 1) зарегистрированные, но не востребованные книги 2) выданные книги 3) списанные книги
Новые книги	Новые книги - это один из вариантов поступления книг в библиотеку
Персонал	Сотрудники библиотеки
Посетители	Библиотеку могут посещать клиенты, не являющиеся ее абонентами
Правила пользования	Правила пользования распространяются только на справочно-библиографическое и абонементное обслуживание
Списанные книги	Книги, пришедшие в негодность, подлежат списанию. Это один из вариантов книг на выходе
Справка	Справка - это результат справочно-библиографического поиска по запросу абонента
Учтенные книги	После поступления новой книге присваивается инвентарный номер и она приобретает статус учтенной книги. Учтенная книга поступает на хранение
Хранимые книги	Книги, поступившие на хранение либо после присваивания им инвентарного номера, либо после их регистрации в каталоге

В разделе «Информационная модель предметной области» должны быть приведены результаты разработки информационной модели предметной области в терминах модели «сущность-связь», выполненной в среде ERwin (т.н. Logical Model) [10] (рис. 7).

В разделе «Спецификации сущностей» следует для каждой сущности указать:

• имя;

• описание.

Результаты удобно свести в таблицу типа приведенной ниже (табл. 3). При построении таблицы следует воспользоваться возможностями ERwin для формирования отчетов (по команде Tasks/Generate Reports).

Таблица 3

Спецификации сущностей

Имя сущности	Описание сущности
Абонемент	История выдач и возврата книг. Содержит сведения о том, кому, кем, что и когда было выдано или возвращено
Абонент	Содержит информацию об абонентах библиотеки
Зарегистрированная книга	Содержит информацию о книге, зарегистрированной в каталоге
Персонал	Содержит информацию о сотрудниках библиотеки
Сотрудник	Сотрудник, являющийся абонентом библиотеки
Студент	Студент, являющийся абонентом библиотеки
Хранимая книга	Содержит информацию о наличии экземпляров свободных книг

В разделе «Спецификации атрибутов» для каждого атрибута указать:

• имя сущности;

• имя атрибута;

• описание;

• первичный ключ;

• внешний ключ;

• имя домена (тип).

Результаты удобно свести в таблицу типа приведенной ниже (табл. 4). При построении таблицы следует воспользоваться возможностями ERwin для формирования отчетов (по команде Tasks/Generate Reports).

Рис. 7. Пример информационной модели предметной области "Библиотека"

Таблица 4

Спецификации атрибутов сущностей

Имя сущности	Имя атрибута	Описание атрибута	Первичный ключ	Внешний ключ	Домен (тип)
Абонемент	что выдано	Инвентарный номер книги на абонементе - компонент первичного ключа и ключ связи с сущностью "Хранимая книга"	Да	Да	String
	дата1	Дата начала этапа истории книги, компонент первичного ключа	Да	Нет	Datetime
	дата2	Дата конца этапа истории книги	Нет	Нет	Datetime
	кому выдано	Шифр абонента, которому выдана или кем возвращена книга, - внешний ключ связи с сущностью "Абонент"	Нет	Да	String
	кто выдал	Код сотрудника, выдавшего или принявшего книгу, - внешний ключ связи с сущностью "Персонал"	Нет	Да	String
Абонент	шифр	Уникальный шифр абонента - ключ сущности	Да	Нет	String
	фио	Фамилия, имя, отчество абонента	Нет	Нет	String
	телефон	Телефон абонента	Нет	Нет	String
	тип	Категория абонента	Нет	Нет	String
Зарегистрированная книга	номер	Учетный номер зарегистрированной в каталоге книги - ключ сущности	Да	Нет	String
	автор	Автор	Нет	Нет	String
	название	Название	Нет	Нет	String
	год издания	Год издания	Нет	Нет	Number
Персонал	код	Учетный номер служащего - ключ сущности	Да	Нет	String
	фио	Фамилия, имя, отчество	Нет	Нет	String
	должность	Должность	Нет	Нет	String
	руководитель	Учетный номер служащего - руководителя Ключ рекурсивной связи сущности "Персонал" самой с собой	Нет	Да	String

Продолжение табл. 4

Имя сущности	Имя атрибута	Описание атрибута	Первичный ключ	Внешний ключ	Домен (тип)
Сотрудник	шифр	Уникальный шифр абонента - первичный ключ сущности "Сотрудник" и внешний ключ связи с сущностью "Абонент"	Да	Да	String
	должность	Должность сотрудника	Нет	Нет	String
	звание	Ученое звание сотрудника	Нет	Нет	String
	степень	Ученая степень сотрудника	Нет	Нет	String
Студент	шифр	Уникальный шифр абонента - первичный ключ сущности "Студент" и внешний ключ связи с сущностью "Абонент"	Да	Да	String
	специальность	Специальность, по которой учится студент	Нет	Нет	String
Хранимая книга	инв_номер	Уникальная характеристика экземпляра книги - ключ сущности	Да	Нет	String
	какой книги экземпляр	Учетный номер зарегистрированной в каталоге книги - внешний ключ связи с сущностью "Зарегистрированная книга"	Нет	Да	String
	наличие	Признак наличия экземпляра книги в книгохранилище (есть/нет)	Нет	Нет	Number

В разделе «Спецификации связей» следует для каждой связи в иерархии агрегации указать:

• имя;

• имена связываемых сущностей;

• описание;

• тип (идентифицирующая/неидентифицирующая);

• Null-значение внешнего ключа (разрешено/запрещено);

• кардинальность (1:1 или 1:N или M:N);

Результаты удобно свести в таблицу типа приведенной ниже (табл.5). При построении таблицы следует воспользоваться возможностями ERwin для формирования отчетов (по команде Tasks/Generate Reports).

Для связей в иерархии обобщения указать:

• тип связи (полная/неполная);

• дискриминатор категорий-подтипов;

• имя сущности-супертипа;

• описание сущности-супертипа;

• кардинальность (семантику) связи;

• описание связи;

• имя сущности-подтипа;

• описание сущности-подтипа.

Результаты удобно свести в таблицу типа приведенной ниже (табл.6). При построении таблицы следует воспользоваться возможностями ERwin для формирования отчетов (по команде Tasks/Generate Reports).

Таблица 5

Спецификации связей в иерархии агрегаций

Имя связи «отец-сын»	Имя связи «сын-отец»	Имя отцовской сущности	Имя сыновьей сущности	Описание связи	Тип связи	Null внешнего ключа	Кардиналь-ность связи
Получил на		Абонент	Абонемент	Абонент получает или возвращает книгу на абонемент	Неидентифи-цирующая	Not Null	1 : 0,1,N (один-ко-многим)
Представлена		Зарегистри-рованная книга	Хранимая книга	Зарегистрированная в каталоге книга представлена в книгохранилище	Неидентифи-цирующая	Not Null	1 : 0,1,N (один-ко-многим)
Руководит	Подчиня-ется	Персонал	Персонал	Один сотрудник руководит другим или подчиняется другому сотруднику	Неидентифи-цирующая	Null	0,1 : 0,1,N (один-ко-многим)
Выдал на		Персонал	Абонемент	Сотрудник библиотеки выдает или принимает книгу на абонементе	Неидентифи-цирующая	Not Null	1 : 0,1,N (один-ко-многим)
Выдана на		Хранимая книга	Абонемент	Хранимая книга выдается или возвращается на абонемент	Идентифици-рующая	Not Null	1 : 0,1,N (один-ко-многим)

Таблица 6

Спецификации связей в иерархии обобщения

Тип связи	Дискрими-натор категорий	Сущность-супертип	Описание сущности-супертипа	Кардиналь-ность связи	Описание связи	Имя сущности-подтипа	Описание сущности-подтипа
Неполная	тип	Абонент	Содержит информацию об абонентах библиотеки	Is a	Студент как абонент библиотеки. Связь неполная, могут быть и другие категории абонентов	Студент	Студент, являющийся абонентом библиотеки
Неполная	тип	Абонент	Содержит информацию об абонентах библиотеки	Is a	Сотрудник как абонент библиотеки. Связь неполная, могут быть и другие категории абонентов	Сотрудник	Сотрудник, являющийся абонентом библиотеки

В разделе «Ограничения ссылочной целостности» следует, с учетом семантических условий (бизнес-правил), действующих в предметной области, для каждой связи указать правила, которые управляют корректирующими запросами как со стороны отцовской сущности, так и со стороны сыновьей:

• вставка в отцовской;

• обновление в отцовской;

• удаление в отцовской;

• вставка в сыновьей;

• обновление в сыновьей;

• удаление в сыновьей.

Результаты удобно свести в таблицы типа приведенных ниже (табл. 7 и 8). При построении таблиц следует воспользоваться возможностями ERwin для формирования отчетов (по команде Tasks/Generate Reports).

В разделе «Запросы пользователей» должны быть сформулированы на русском языке содержательные запросы, которые могут представлять интерес для потенциальных пользователей учебной базы данных, например такие:

1. Представить список абонентов данной категории.

2. Представить все данные об абоненте, заданном его шифром.

3. Представить список экземпляров книг, имеющихся в наличии в хранилище, по фамилии автора и названию.

4. Представить список абонентов, имеющих на руках книги данного номинала (экземпляры одной и той же книги).

5. Представить список книг, взятых и не возвращенных конкретным абонентом.