Применение методологии IDEF1X для моделирования предметной области и проектирования баз данных

      При выборе первичного ключа для сущности, разработчики модели часто используют дополнительный (суррогатный) ключ, т.е. произвольный номер, который уникальным образом определяет запись в сущности. Атрибут "Номер сотрудника" является примером суррогатного ключа. Суррогатный ключ лучше всего подходит на роль первичного ключа потому, что является коротким и быстрее всего идентифицирует экземпляры в объекте. К тому же суррогатные ключи могут автоматически генерироваться системой так, чтобы нумерация была сплошной, т.е. без пропусков.

      Потенциальные ключи, которые не выбраны первичными, могут быть использованы в качестве вторичных или альтернативных ключей. С помощью альтернативных ключей часто отображают различные индексы  доступа к данным в конечной реализации реляционной базы.

      Если  сущности в IDEF1X диаграмме связаны, связь передает ключ (или набор ключевых атрибутов) дочерней сущности. Эти атрибуты называются внешними ключами. Внешние ключи определяются как атрибуты первичных ключей родительского объекта, переданные дочернему объекту через их связь. Передаваемые атрибуты называются мигрирующими. 

      Классификация сущностей в IDEF1X. Зависимые и независимые  сущности. 

Существует два  типа сущностей:

• зависимая сущность. Для определения экземпляра такой сущности необходимо сослаться на экземпляр независимой сущности, с которой связана зависимая сущность (Пример: сущности - заказ и позиция заказа. Для идентификации позиции заказа нужно сослаться на заказ, в который входит данная позиция).
• независимая сущность. Для определения экземпляра сущности нет необходимости ссылаться на другие сущности (Пример: сущности - заказ и позиция заказа. Для определения заказа (сущности) нет необходимости ссылаться на позиции этого заказа (другие сущности)).

      При разработке модели, зачастую, приходится сталкиваться с сущностями, уникальность которых зависит от значений атрибута внешнего ключа. Для этих сущностей (для уникального определения каждой сущности) внешний ключ должен быть частью первичного ключа дочернего объекта.

      Дочерняя  сущность, уникальность которой зависит от атрибута внешнего ключа, называется зависимой сущностью. В примере на рис.1 сущность СОТРУДНИК является зависимой сущностью потому, что его идентификация зависит от сущности ОТДЕЛ. В обозначениях IDEF1X зависимые сущности представлены в виде закругленных прямоугольников.

      Зависимые сущности далее классифицируются на сущности, которые не могут существовать без родительской сущности и сущности, которые не могут быть идентифицированы без использования ключа родителя (сущности, зависящие от идентификации). Сущность СОТРУДНИК принадлежит ко второму типу зависимых сущностей, так как сотрудники могут существовать и без отдела.

      Напротив, существуют ситуации в которых сущность зависит от существования другой сущности. Рассмотрим две сущности: ЗАПРОС, используемый для отслеживания запросов покупателей, и ПОЗИЦИЯ ЗАПРОСА, который отслеживает отдельные элементы в ЗАПРОСе. Связь между этими двумя сущностями может быть выражена в виде ЗАПРОС <содержит> один или несколько ПОЗИЦИЙ ЗАПРОСА. В этом случае, ПОЗИЦИЯ ЗАПРОСА зависит от существования ЗАКАЗА.

      Сущности, независящие при идентификации  от других объектов в модели, называются независимыми сущностями. В вышеописанном примере сущность ОТДЕЛ можно считать независимой. В IDEF1X независимые сущности представлены в виде прямоугольников.

В процессе моделирования  данных могут быть выявлены сущности, часть атрибутов и связей которых  одинаковы. В этом случае используется иерархия категорий. Все общие атрибуты выделяются в сущность называемую супертипом, а отличающиеся атрибуты помещаются в сущности - подтипы, связанные с супертипом. При помощи дискриминанта определяется, с экземпляром какого подтипа связан экземпляр супертипа.  
 
 

 
 
 

Связь типа иерархия категорий в методике IDEF1X.  

В нотации IDEF1X иерархия категорий может быть двух типов - полная и неполная. Определить, какой  тип иерархии категорий представлен  в модели данных, можно по стилю  отображения дискриминанта: дискриминант с двумя горизонтальными линиями свидетельствует о полноте иерархии категорий, с одной горизонтальной линией - о ее неполноте. Полная иерархия категорий свидетельствует о завершенности анализа. В примере с сотрудником полная иерархия категорий говорит о том, что любой сотрудник является либо штатным сотрудником, либо работающим по контракту и никаких других вариантов быть не может. Если в примере мы изменим иерархию категорий на неполную, это будет свидетельствовать о том, что помимо сотрудников, зачисленных в штат и работающих по контракту, могут быть и другие типы сотрудников, но на данном этапе моделирования данных, они еще не выявлены.  
 
 

         Виды иерархии категорий в методике IDEF1X

.  
 

      Типы  связей между сущностями. Идентифицирующие и  неидентифицирующие связи. 

      В IDEF1X концепция зависимых и независимых  сущностей усиливается типом  взаимосвязей между двумя сущностями. Если вы хотите, чтобы внешний ключ передавался в дочернюю сущность (и, в результате, создавал зависимую сущность), то можете создать идентифицирующую связь между родительской и дочерней сущность.

      Идентифицирующие  взаимосвязи обозначаются сплошной линией между сущностями. 

        Идентифицирующая связь 

      Неидентифицирующие  связи, являющиеся уникальными для IDEF1X, также связывают родительскую сущность с дочерней. Неидентифицирующие связи используются для отображения другого типа передачи атрибутов внешних ключей - передача в область данных дочерней сущности (под линией). 

    

 Неидентифицирующая связь 

      Неидентифицирующие  связи отображаются пунктирной линией между объектами. Так как переданные ключи в неидентифицирующей связи не являются составной частью первичного ключа дочерней сущности, то этот вид связи не проявляется ни в одной идентифицирующей зависимости. В этом случае и ОТДЕЛ, и СОТРУДНИК рассматриваются как независимые сущности.

      Тем не менее, взаимосвязь может отражать зависимость существования, если бизнес правило для взаимосвязи определяет то, что внешний ключ не может  принимать значение NULL. Если внешний  ключ должен существовать, то это означает, что запись в дочерней сущности может существовать только при наличии ассоциированной с ним родительской записи.

      Еще несколько видов связей:

                                       Иерархическая связь

Связь многие ко многим 
 
 

      3. Область применения IDEF1X 

         IDEF1X является методом для разработки реляционных баз данных и использует условный синтаксис для построения концептуальной схемы. Концептуальной схемой называется универсальное представление структуры данных, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы. Будучи статическим методом разработки, IDEF1X изначально не предназначен для динамического анализа по принципу «как есть», тем не менее, он иногда применяется в этом качестве как альтернатива методу IDEF1.

         Методика IDEF1X разработана для построения реляционных информационных систем, поскольку:

        –– требует от проектировщика  определить ключевые атрибуты, чтобы отличить одну сущность от другой;

        –– в тех случаях, когда  более чем один атрибут является однозначно идентифицирующим сущность, проектировщик должен определить один из этих атрибутов первичным ключом, а все остальные вторичными.

         При совпадении терминологий IDEF1X и IDEF1 их теоретические концепции имеют отличия. Сущность в IDEF1X описывает собой совокупность или набор экземпляров, похожих по свойствам, но однозначно отличаемых друг от друга по одному или нескольким признакам. Каждый экземпляр является реализацией сущности. Таким образом, сущность в IDEF1X описывает конкретный набор экземпляров реального мира, в отличие от сущности в IDEF1, которая представляет собой абстрактный набор информационных отображений реального мира. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Заключение 

    Моделирование играет большую роль в разработке успешных информационных систем. Эти инструмент сам по себе не являются решением проблемы, но его грамотное и своевременное использование поможет свести рутинный труд разработчика к минимуму, позволит ему сконцентрироваться на собственно разработке системы и снизит потери времени, которые обычно происходят при согласовании моделей со специалистами предметной области. Кроме того, использование этого инструмента дает возможность получить набор полностью документированных и согласованных моделей, что в значительной степени облегчит поддержку созданных систем в будущем, а также может быть повторно использовано при разработке других систем. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

      1. Barker R. CASE*Method. Entity-Relationship Modelling. Copyright Oracle Corporation UK Limited, Addison-Wesley Publishing Co., 1990.;

      2. Вендров А.М. Один из подходов к выбору средств проектирования баз данных и приложений. "СУБД", 1995, №3.;

      3. Горин СВ., Тандоев А.Ю. Применение CASE-средства ERwin 2.0 для информационного моделирования в системах обработки данных // СУБД, 1995, №3. - стр. 26-4026

      3. Зиндер Е.З. Бизнес-реинжиниринг и технологии системного проектирования. Учебное пособие. М., Центр Информационных Технологий, 1996;

      4. Калянов Г.Н. CASE. Структурный системный анализ (автоматизация и применение). М., "Лори", 1996.;

      5. Кинжалин Аржан. BPwin - инструмент системного анализа. Компьютер Информ.

      6. Крёнке Давид М. "Питер" Теория и практика построения баз данных 9-е изд.;

      7. МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 1993.;

      8. Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М., "МетаТехнология", 1993.;

      9. Международные стандарты, поддерживающие жизненный цикл программных средств. М., МП "Экономика", 1996;

      10. Создание информационной системы предприятия. "Computer Direct", 1996, N2.

      11. http://ru.wikipedia.org/wiki/