Установление связей между сущностями. Построение моделей в ERwin Erwin примеры

Описание интерфейса ERwin. Интерфейс CASE - средства ERwin состоит их трех основных частей. Первая - это главное меню и панели инструментов.

Кнопки на панелях инструментов повторяют некоторые основные команды в главном меню. Сохранить, открыть, создать новый файл, панель с кнопками увеличения или уменьшения масштаба отображение модели, переключатель между физической и логической моделью, переключатель между хранимыми отображениями, панель для редактирования стиля, размера и цвета шрифтов, панель с инструментами для построения геометрических фигур и несколько вспомогательных панелей инструментов (рис. 5.3).

Рис. 5.3.

Вторая - это Model Explorer. Она содержит три закладки: Model, Subject Areas и Domains. Чаще всего в Model Explorer применяется закладка Domains или Model (которая содержит все объекты и модели). В Domains отображаются соответственно домены, в Subject Areas - отображаемые области (рис. 5.4).

Рис. 5.4.

И третья - непосредственно область, отведенная для создания модели объектов, в которой создаются и редактируются все объекты модели. Снизу появляются закладки с именами запомненных хранимых отображений (Stored Displays) (рис. 5.5).

Рис. 5.5.

ERwin имеет два уровня представления данных модели: логический и физический. Логический уровень - это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, например «Заказчик», «Цех» или «Фамилия сотрудника». Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами. Логическая модель данных может быть построена на основе другой логической модели, например модели процессов. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д. Разделение модели на логические и физические позволяет решить много важных задач.

ERwin имеет несколько уровней отображения диаграммы: уровень сущностей, уровень атрибутов, уровень определений, уровень первичных ключей и уровень иконок. Переключиться между первыми тремя уровнями можно с использованием кнопок панели инструментов. Переключиться на другие уровни отображения можно при помощи контекстного меню, которое появляется, если «кликнуть» по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели. В контекстном меню следует выбрать пункт Display Level и затем необходимый уровень отображения. ERwin позволяет связать с сущностью большую и малую иконки. При переключении на уровень иконок показывается большая иконка. Для отображения малой иконки следует выбрать в контекстном меню пункт Entity Display/Entity Icon. Маленькая иконка будет показана слева от имени сущности на всех уровнях отображения модели.

Установка цвета и шрифта. Установить шрифт и цвет объектов в ERwin можно несколькими способами. Во-первых, для установки цвета и шрифта объекта служит Font and Color Toolbar, которая располагается под основной панелью. Для редактирования шрифта и цвета конкретного объекта следует, щелкнув правой кнопкой мыши по сущности или связи и выбрав из всплывающего меню пункт Object Font & Color..., вызвать диалог Font/Color Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности. В диалоге Font/Color Editor можно выбрать шрифт и установить его размер, стиль и цвет, установить цвет заливки (свойство Fill Color, только для сущностей) и цвет линий (свойство Outline Color, только для сущностей).

При создании реальных моделей данных количество сущностей и атрибутов может исчисляться сотнями. Для более удобной работы с большими моделями в ERwin предусмотрены подмножества модели (Subject Areas), в которые можно включить тематически общие сущности. В подмножество модели может входить произвольный набор сущностей, связей и текстовых комментариев. Для создания, удаления или редактирования подмножеств модели нужно вызвать диалог Subject Areas (меню Model/Subject Areas...), в котором указывается имя подмножества и входящие в нее сущности. Все изменения, сделанные в любой Subject Area, автоматически отображаются на общей модели. Одна и та же сущность может входить в несколько Subject Area.

Хранимое отображение (Stored Display) - представление подмножества модели, отображающее специфический аспект структуры данных. Одна Subject Area может включать в себя несколько хранимых отображений. В хранимое отображение входят те же самые сущности и связи, что и в Subject Area, но они могут по-разному располагаться на экране, иметь разные уровни, различный масштаб и цвет объектов или фона.

Для создания хранимого отображения служит диалог Stored Displays (меню Format/Stored Display Settings...). Для переключения между хранимыми отображениями служат закладки в нижней части диаграммы.

Основные компоненты диаграммы ERwin - это сущности, атрибуты и связи. Каждая сущность является множеством подобных индивидуальных объектов, называемых экземплярами. Каждый экземпляр индивидуален и должен отличаться от всех остальных экземпляров. Атрибут выражает определенное свойство объекта. С точки зрения БД (физическая модель) сущности соответствует таблица, экземпляру сущности - строка в таблице, а атрибуту - колонка таблицы.

Создание логической модели данных предметной области «Мебель под заказ». Создаваемая логическая модель повторяет структуру проектируемой ИС. Для того чтобы создать сущность в области для создания моделей объектов, необходимо (убедившись предварительно, что вы находитесь на уровне логической модели: переключателем между логической и физической моделью служит раскрывающийся список в правой части панели инструментов) «кликнуть» по кнопке сущности на панели инструментов (ERwin Toolbox) Q , затем «кликнуть» по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Properties..., можно вызвать диалог Entities, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности (например, имя сущности - поставщик, описание - данные о поставщике). Каждая сущность определяется с помощью текстового описания в закладке Definition. Закладки Note, Note 2, Note 3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев к сущности. Следующим шагом является создание атрибутов сущности. Как было указано выше, каждый атрибут хранит информацию об определенном свойстве сущности, а каждый экземпляр сущности должен быть уникальным. Атрибут или группа атрибутов, которые идентифицируют сущность, называется первичным ключом. Для создания атрибутов следует, «кликнув» правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attributes.... Появляется диалог Attributes. Если щелкнуть по кнопке New..., то в появившемся диалоге New Attribute указываем имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен (например, имя атрибута - наименование поставщика). Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели. Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attributes необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.

Для отображения иконки атрибута следует выбрать в контекстном меню пункт Entity Display и в каскадном меню включить опцию Attribute Icon. Малая иконка будет показана слева от имени атрибута на уровне атрибутов отображения модели. Имя сущности показывается над прямоугольником, изображающим сущность, список атрибутов сущности - внутри прямоугольника. Список разделен горизонтальной чертой, выше которой расположены атрибуты первичного ключа, ниже - неключевые атрибуты. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое значение. Соблюдение этого правила позволяет частично решить проблему нормализации данных уже на этапе определения атрибутов. Например, создание в сущности Поставщик атрибута Телефоны поставщика противоречит требованиям нормализации, поскольку атрибут должен быть атомарным, т. е. не содержать множественных значений. Согласно синтаксису IDEF1X имя атрибута должно быть уникально в рамках модели (а не только в рамках сущности!). Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов. Следующим шагом создания модели является установление связей между сущностями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глагольной фразой (Relationship Verb Phrases рис. 5.6). Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение диаграммы, например:

Каждый ЗАКАЗЧИК ЗАКАЗы;

Каждый ЗАКАЗ ДИЗАЙН.

Рис. 5.В. Имя связи - Relationship Verb Phrases

Для создания новой связи следует:

установить курсор на нужной кнопке в палитре инструментов (идентифицирующая или неидентифицирующая связь) и нажать левую кнопку мыши;
щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности. При установлении связей между сущностями атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в качестве внешних ключей в дочернюю сущность. По умолчанию имя связи на диаграмме не показывается. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Relationship Display и в контекстном меню включить опцию Verb Phrase.

Логическая модель данных предметной области «Мебель под заказ» приведена на рис. 5.7.

Рис. 5.7.

Полная атрибутивная модель представляет данные в третьей нормальной форме и включает все сущности атрибуты и связи и представлена на рис. 5.8.

На уровне сущностей модель представлена на рис. 5.9.

На рис. 5.10 представлена модель данных на уровне определений.

Рис. 5.8.

Рис. 5.Э. Уровень сущностей модели данных

Лабораторная работа №4. Определение связей между сущностями в ERwin

Как отмечалось в упражнении 3, для построения логической модели дан - ных, прежде всего, необходимо определить набор сущностей и задать связи меж- ду ними. На упражнении 3 была создана диаграмма, содержащая четыре сущно - сти (рисунок 4.1). Методику определения связи между ними мы рассмотрим на текущем упражнении.

https://pandia.ru/text/78/177/images/image002_182.gif" width="123" height="128 src=">ется генерируемая по умолчанию глагольная фраза - «R/1» (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 - Неидентифицирующая связь

Шаг 3. Перейдите на уровень атрибутов и обратите внимание на то, что у сущно- сти «Учебное место» добавился атрибут первичного ключа от сущности «Класс» и помечен буквами «FK». Говорят, что атрибут «мигрировал», a FK (foreign key) означает, что атрибут является частью внешнего ключа (рисунок 4.3). Для иден - тифицирующей связи внешний ключ всегда входит в первичный ключ дочерней

сущности, для неидентифицирующей не входит.

Рисунок 4.3 - Миграция атрибутов

Шаг 4. Назначьте связи глагольную фразу. Для этого выделите связь, щелкнув по ней указателем мыши, затем нажмите правую кнопку мыши и в контекстном ме - ню выберите пункт «Relationship Properties… » (свойства отношений).

Общий вид окна редактора связей показан на рисунке 4.4.

Базы данных" href="/text/category/bazi_dannih/" rel="bookmark">базы данных . В нашем примере, так как при анализе предметной области мы выяснили, что учебное место не может существовать отдельно от класса, установите этот пе - реключатель в позицию «No Nulls». Тем самым накладывается условие, что у су- ществующего экземпляра рабочего места всегда должна быть ссылка на класс, в который оно входит.

Закладка «Definition» (определение).

На этой странице вводится определение связи. Текст определения связи, как и в случае сущности, зависит от стандартов, принятых на предприятии, и должен об - легчать восприятие модели.

Закладка «Rolename» (Имя роли)

Имя роли (rolename) - это дополнительная характеристика, которая может при-

сваиваться мигрирующему атрибуту первичного ключа (рисунок 4.5).

https://pandia.ru/text/78/177/images/image006_79.gif" width="358" height="221 src=">

Рисунок 4.6 – Контекстное меню диаграммы для отображения мигрирующих атрибутов сущностей

Закладка «RI Actions» (Установки ссылочной целостности)

Закладка предназначена для задания параметров ссылочной целостности проек-

тируемой базы данных (рисунок 4.7).

Установки ссылочной целостности - это логические конструкции, которые вы- ражают бизнес-правила использования данных. Они определяют, какие действия должна выполнить СУБД при удалении, вставке или изменении строки таблицы (экземпляра сущности). Заданные таким образом действия могут использоваться впоследствии при автоматической генерации триггеров , поддерживающих цело - стность данных

Существуют следующие виды действий или правил, определяемых в логической модели:

1 RESTRICT - запрет удаления, вставки или изменения экземпляра сущности

2 CASCADE - при удалении экземпляра родительской сущности удаление всех экземпляров дочерней сущности, ссылающихся на удаляемый роди- тельский экземпляр.

3 SET NULL - при удалении экземпляра родительской сущности атрибутам внешнего ключа всех экземпляров дочерней сущности, присваивается зна - чение NULL.

4 SET DEFAULT - то же самое, что и в предыдущем случае, только вместо значения NULL присваивается значение по умолчанию.

5 NONE - никаких действий не предпринимается.

Рисунок 4.7 – Закладка «RI Actions» (Установки ссылочной целостности)

Эти правила задаются на вставку, удаление и изменение экземпляра как родитель - ской, так и дочерней сущности. Таким образом, каждая связь должна обладать на - бором из шести правил, которые вводятся в поля, объединенные общим заголов - ком «RI Actions». При добавлении связи в диаграмму ERwin по умолчанию уста - навливает для нее набор правил, которые можно редактировать в диалоге «Model Properties» (Свойства модели) на вкладке «RI Defaults»(рисунок 4.8), вызываю-

щемся путем выбора из главного меню команды «Model» Server» и, далее, подко-

манды «Model Properties» (рисунок 4.9).

https://pandia.ru/text/78/177/images/image009_57.gif" width="227" height="289 src=">

Рисунок 4.9 – Порядок вызова диалогового окна «Model Properties»

Правила, присваиваемые связи по умолчанию, можно изменить, выбрав нужное значение из выпадающего списка (см. рисунок 4.8). При нажатии на кнопку «Re - bind» (переназначить) новые установки умолчаний переносятся в текущую мо-

дель, если же просто выйти из диалога, не делая переназначения, то измененные установки будут влиять только на новые модели.

Каждый тип связи имеет, в зависимости от вида действия, свой набор допустимых правил, приведенный в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Набор допустимых правил для различных типов связей

действия	Тип связи (Relationship Type)
Идентифици-	Неидентифици- рующая (Non- Identifying, Nulls	Неидентифици- рующая (Non- Identifying, No	ная связь
(удаление дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE, NONE SET DEFAULT
(вставка дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE, NONE SET DEFAULT
(изменение дочернего объекта)			CASCADE, NONE SET NULL, SET DE - FAULT	CASCADE, N6NE SET
(удаление родитель - ского объ- екта)			CASCADE, NONE SET	CASCADE, NONE SET
(вставка родитель - ского объ- екта)			CASCADE, NONE SET NULL,	CASCADE. NONE SET DEFAULT
(изменение родитель - ского объ - екта)			CASCADE, NONE SET	CASCADE, NONE SET

Установки для связи «Класс - Учебное место», присвоенные по умолчанию, за - прещают вставку и изменение экземпляра дочерней сущности, а также удаление и изменение родительской сущности. Это означает, что не допускается удаление

или изменение класса, если в нем имеются учебные места, а также ввод учебного места без указания класса или со ссылкой на несуществующий класс. Тем самым мы выполнили условие, по которому учебное место может существовать только в составе класса.

Закладка «UDP» (Параметры устанавливаемые пользователем)

Закладка - UDP, как и у предыдущих объектов диаграммы, позволяет присвоить связи свой набор пользовательских свойств.

Итак, мы создали неидентифицнрующую связь между сущностями «Класс» и

«Учебное место» с условием «No Nulls». Очевидно, связь того же типа должна существовать между сущностями «Тип оборудования» и «Единица оборудова- ния», так как единица оборудования обязательно должна иметь тип. Внесите эту связь в диаграмму, выполнив те же действия, что и в предыдущем случае. Вызо - вите редактор связей и измените глагольную фразу на «описывает», остальные установки связи оставьте неизменными. Обратите внимание, что атрибут «код ти- па оборудования» мигрировал в состав неключевых атрибутов сущности «Учеб- ное место» (рисунок 4.10).

Рисунок 4.10 – Атрибут «код типа оборудования» мигрировал в состав неключевых атрибутов сущности «Учебное место»

Рассмотрим теперь связь между сущностями «Учебное место» и «Единица обору- дования». Как мы выяснили при обследовании предметной области, единицы оборудования образуют некий фонд комплектующих, часть из которых установ - лена в учебные места. Другая часть комплектующих может находиться на складе, быть неисправной и дожидаться списания и т. п., то есть существовать отдельно от учебного места. Таким образом, сущности «Учебное место» и «Единица обо- рудования» не зависят друг от друга, и должны быть ассоциированы неиден - тифицирующей связью.

Шаг 5. Выберите неидентифицирующую связь в палитре инструментов и внесите ее в диаграмму, выбрав «Учебное место» в качестве родительской сущности, а

«Единицу оборудования» - дочерней. В редакторе связи измените глагольную фразу «Parent-to-Child» на «состоит из». Неидентифицирующая связь имеет две разновидности - допускающая значения NULL (Nulls Allowed) и не допускающая (No Nulls). По умолчанию выбирается разновидность «Nulls Allowed», оставьте это без изменений. Такая установка означает, что у экземпляра сущности «Едини - ца оборудования» поля внешнего ключа могут иметь нулевое значение, то есть

отсутствовать указание на экземпляр «Учебного места». Таким образом, единица оборудования может существовать «сама по себе».

После установки связей диаграмма на уровне сущностей будет иметь вид, пока-

https://pandia.ru/text/78/177/images/image012_32.gif" width="556" height="327 src=">ние связей, показанное на рисунке 4.12.

Рисунок 4.12 - Изображение связей в нотации IDEF1X

Помимо типа связи, на диаграмме могут отображаться и установки ссылочной це-

лостности - для этого необходимо выбрать в контекстном меню диаграммы пункт

«Relationship Display» и подпункт «Referential Integrity» (Шаг 6. ).

Алфавит" href="/text/category/alfavit/" rel="bookmark">алфавит- ные группы, разделенные символом двоеточия «:». Первый символ обозначает действие, к которому относится правило целостности: D - удаление (delete), I - вставка (insert), U - изменение (update).

Вторая группа обозначает правило: R - RESTRICT, С - CASCADE, SN - SET NULL, SD - SET DEFAULT. Таким образом, запрет удаления обозначается D:R, а установка NULL при изменении - U:SN. Обозначения проставляются у родитель- ского или дочернего конца связи, в зависимости от того, к какой сущности они относятся. С включенными установками ссылочной целостности диаграмма вы-

глядит так, как показано на рисунке 4.14.

Рисунок 4.14 - ER-диаграмма с включенными установками ссылочной целостности

На диаграмме теперь определена одна из объектных областей, которых мы выде - лили четыре - материальное обеспечение процесса обучения. Рассмотрим другие объектные области на последующих упражнениях.

Шаг 7. На вкладке «Уровень сущностей» сохраните модель, например, под име-

нем Lab_4_Petrov. er1.

Шаг 8. Выполните индивидуальное задание по определению связей между сущ-

ностями в ERwin для указанной предметной области (см. таблица 3.4).

1. Результаты выполнения шагов 1 – 7 программы занятия.

2. Результаты выполнения индивидуального задания.

Контрольные вопросы

1. Как различают зависимые и независимые сущности на диаграмме ERwin?

2. Какая связь между сущностями называется неидентифицирующей?

3. Что такое физическая и логическая модель данных?

4. Какая связь между сущностями называется идентифицирующей?

5. Поясните смысл утверждения о том, что некоторый атрибут «мигрировал»?

6. Что обозначает символика «FK» на диаграмме ERwin?

7. Какими возможностями обладает редактора связей?

8. Каково изображение связей в нотации IDEF1X?

9. Как производится обозначение ссылочной целостности на диаграмме

10.Какие связи между сущностями были использованы при выполнении инди-

видуального задания?

Для установления связей между сущностями и создания внешних ключей ERWin предоставляет возможность разделения типов связей на несколько вариантов:

идентифицирующая связь - связь, определяющая однозначное соответствие экземпляра одной сущности единственному экземпляру связанной сущности и, как правило, описывает связь 1:1, но при реализации сцепленного первичного ключа может реализовывать связь один - ко - многим (1:JV);
неидентифицирующая связь - связь, реализующая тип связи один - ко - многим (1 :N), представляя внешний ключ в связанной сущности в качестве простого атрибута, на который могут быть наложены определенные дополнительные ограничения по сравнению с обычными информационными атрибутами;
множественная связь - связь, реализующая тип связи многие - ко - многим (Л Г:М), представляется только на уровне логической модели, иллюстрируя соединение между сущностями, но не создавая внешних ключей в связанных сущностей;
категоризационная - связь, обеспечивающая связывание сущности- общности с сущностями-категориями типом связи один - к - одному (1:1) и одновременно создающая внешний первичный ключ в сущностях-категориях, связанный с первичным ключом сущности-общности.

При создании связи между двумя сущностями достаточно выбрать пиктограмму типа связи, после чего последовательно указать на родительскую и связанную сущности. В результате будет создана связь и, если это предусмотрено типом связи, будут созданы необходимые внешние ключи в связанной сущности. В случае, когда разработчик не определил первичный ключ родительской сущности и установил связь, например, не идентифицирующую, то создания внешнего ключа не произойдет, но, как только будет указан первичный ключ в родительской сущности, он сразу же отразится в связанной сущности внешним ключом в соответствии с имеющейся в модели связи между этими сущностями.

Инструментальное средство ERWin, при установлении связей между сущностями, определяет два вида сущностей:

родительская (Parent) - является базовой сущностью, первичный ключ которой может мигрировать в связанную сущность;
дочерняя (Child) - определяется сущностью, которая при установлении связи получает внешний ключ, формируемый из мигрирующего первичного ключа родительской сущности.

Такое разделение выглядит вполне логичным, поскольку, исходя из особенностей выстраивания связей и логики предметной области, сведения, описываемые родительской сущностью, являются агрегирующими в отношении к данным, описываемым дочерней сущностью. Например, рассматривая связь между сущностями "Клиент" и "Заказ", конкретный клиент, представляемый экземпляром сущности "Клиент", объединяет (агрегирует) множество заказов, которые он создал в электронном мага-

зине. В результате, сущность "Заказ" по отношению к сущности "Клиент" можно рассматривать в качестве дочерней, а сущность "Клиент" - родительской.

Описание связей содержит, по сравнению с сущностями и атрибутами, меньшее количество свойств, которые необходимо описывать, но они также, а иногда и более, важны, поскольку позволяют описать и настроить правила ссылочной целостности, обеспечивая, при реализации в базе данных, корректность сохранения данных. Одной из характеристик является наименование связи, используемое в модели базы данных и определяющее основной смысл устанавливаемой связи между сущностями (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Базовое описание связи в ERWin

Колонка "Name" в описании связи предоставляет разработчику возможность указать наименование, отражающее смысловую нагрузку связи. Это важная составляющая модели, позволяющая однозначно понимать суть и смысл установленной связи, что, в итоге, должно помочь провести корректную нормализацию модели базы данных, правильным образом перераспределив отдельные атрибуты между сущностями.

Важно понимать, что наименования связей должны быть, по возможности, уникальными в рамках всей модели базы данных, а не только на уровне отдельной диаграммы. Наличие одинаковых наименований связей может привести к невозможности правильно идентифицировать соответствующую связь и построить в конечном счете эффективную модель. Другие характеристики, описывающие связь между сущностями, в диалоговом окне размещены ниже списка связей модели и содержат правила кардинальности (мощности), переименования формируемого внешнего ключа (роль) и обеспечения ссылочной целостности.

Три важнейшие базовые характеристики связи (рис. 3.16), формирующие основную суть связи, описываются в первой закладке "General" и представляют тип связи, наименование связи, кардинальность (мощность). Эти параметры связи всегда обязательно должны быть определены и правильным образом описаны. Кроме наименования связи, остальные характеристики будут перенесены при соответствующей трансформации в физическую модель, а потом и в базу данных.

Первая характеристика связи определяет ее тип (рис. 3.17): идентифицирующая или не идентифицирующая. При этом, выбирая соответствующий тип связи, разработчик имеет возможность (для не идентифицирующей связи) уточнять отсутствие экземпляра по родительской сущности, разрешая тем самым для внешнего ключа указывать пустое значение "NULL".

Рис. 3.16. Основные характеристики связи в РЖ Win

Обычно, при установлении не идентифицирующей связи параметр "Null Option" устанавливается в значение "Nulls Not Allowed" (NULL недопустим). Это определяется особенностями работы с данными, в соответствии с которыми дочерний экземпляр данных должен быть связан с родительским экземпляром. Но иногда бывают случаи, когда это не соблюдается. Как правило, такая ситуация возникает, когда объекты предметной области, объединяемые этой связью, являются равнозначными и невозможно однозначно определить первоочередность появления экземпляра той или иной сущности. Тогда устанавливается значение "Null Allowed" (NULL допускается), как это показано в примере (см. рис. 3.17).

Поскольку связи один - к - одному и один - ко - многим являются родственными и различия в них заключаются только в мощности и некоторых более жестких требованиях, то переключение между этими типами связей можно осуществлять в рамках диалогового окна настройки связи, переводя связь из типа "Не идентифицирующая" в тип "Идентифицирующая". В этом случае параметр "Null Option" будет недоступен

для настройки. Объясняется это тем, что при установке идентифицирующей связи получаемый в дочерней сущности внешний ключ одновременно является первичным ключом, а правилами построения базы данных первичный ключ не может хранить пустого значения. Поэтому для полученного внешнего ключа устанавливается параметр "Null Not Allowed" (NULL недопустим).

Другой характеристикой, которая дает возможность переходить от связи один - к - одному к связи один - ко - многим и наоборот, является кардинальность. Установление кардинальности (мощности) связи в рамках свойств "Cardinality" и "Cardinality Value" задает правила наполнения экземплярами дочерней сущности (рис. 3.18). Предусматривается четыре варианта кардинальности, определяемые средством ERWin:

Zero, One or More (ноль, один или много) - для дочерней сущности возможно любое количество экземпляров, связанных с одним экземпляром родительской сущности, включая вариант отсутствия экземпляров;
(Р) One or More (один или много) - количество экземпляров дочерней сущности, связанных с одним экземпляром родительской сущности, может быть любым, но при создании экземпляра в родительской сущности в дочерней сущности экземпляры уже должны существовать, что требует установления параметра "Null Option" в значение "Nulls Allowed", разрешая хранение пустого значения "NULL" во внешнем ключе, полученном при установлении связи;
(Z) Zero or One (ноль или один) - определяется связь один - к - одному, разрешая существование не более одного экземпляра данных в дочерней сущности;
Cardinality Value (значение кардинальности) - указывает точное количество связанных экземпляров в дочерней сущности, что может быть реализовано только при варианте параметра "Null Option" в значении "Nulls Allowed", первичном создании экземпляров в дочерней сущности и последующим их увязыванием с экземпляром в родительской сущности.

В результате указания кардинальности (мощности) связи на модели в диаграмме будет отображено ее буквенно-цифровое обозначение. Если выбирается вариант кардинальности (мощности) в варианте "Один или много", то будет отображена литера "Р", в случае кардинальности "Ноль или один" - литера "Z", в случае указания точного числового значения - указанное значение, в других вариантах не будет отображаться никаких обозначений на модели.

Еще одна характеристика связи описывается в качестве основной - смысловое наполнение связи (рис. 3.19), обозначаемое глагольной формой.

Данное описание, как и во всех моделях базы данных на любом уровне представления, показывает особенность взаимодействия экземпляров сущностей в соответствии с особенностями предметной области. В качестве описания должна быть фраза, обозначающая отношение экземпляра родительской сущности к экземпляру дочерней сущности или наоборот, представляющая выражение, содержащее глагол действия.

При установлении связей один - к - одному и один - ко - многим, как рассматривалось выше, первичный ключ родительской сущности мигрирует в дочернюю сущность, создавая соответствующий внешний ключ (рис. 3.20). Зачастую, особенно при использовании соглашения наименований элементов моделей, в разных сущностях идентичные первичные ключи могут иметь одинаковые наименования, что вызывает некоторые сложности при установлении связей, выражаясь в необходимости отражения внешних ключей с наименованиями, которые уже присутствуют в сущности. Другим вариантом, когда необходимо воспользоваться механизмом именования правила миграции ключа, может быть необходимость в более точной формулировке атрибута, описывающего соответствующий внешний ключ.

Решение этих задач реализуется через механизм "Role Name", где разработчик указывает имя атрибута для внешнего ключа, как оно должно быть представлено в модели базы данных и, в итоге трансформации, в базе данных. Область "Role Name Info" содержит две колонки:

Migrated Attribute (мигрирующий атрибут) - показывает атрибут родительской сущности, который представляется внешним ключом в связанной дочерней сущности (изменению не подлежит);
Role Name (имя роли) - обозначает новое значение названия атрибута внешнего ключа, которое должно использоваться вместо имени мигрирующего атрибута.

Указание нужного названия атрибута в колонке "Role Name" приведет к переименованию атрибута внешнего ключа и последующего использования нового имени атрибута во всех элементах модели базы данных, где это будет необходимо.

Определение правил ссылочной целостности (рис. 3.21) является этапом физического моделирования базы данных. Связано это с тем, что отдельные правила для некоторых СУБД могут быть недоступны. Тем не менее, ERWin на этапе логического моделирования предоставляет возможность указать правила ссылочной целостности для формируемых связей. На этом этапе разработчику предлагается максимальный набор правил :

None (отсутствует) - правило, предполагающее любые действия пользователя без влияния на другие элементы базы данных;
No Action (без действия) - правило, предполагающее определенные разработчиком действия;
Restrict (запретить) правило, запрещающее выполнение операции над данными, если проверочное условие выполняется;
Cascade (каскадно) - правило, выполняющее последовательные действия над связанными данными в соответствии с действием, выполняемым над данными, к которым определено данное правило;
Set Null (установить NULL) - правило, устанавливающее значение NULL внешнему ключу для связанных экземпляров;
Set Default (установить умолчание) - правило, устанавливающее значение по умолчанию, определенное для внешнего ключа связанного экземпляра.

Правила ссылочной целостности направлены на обеспечение корректности операций с данными при их модификации. Таким образом, эти правила должны выполняться, если в базе данных реализуются операции, но добавлению, изменению и удалению данных. ERWin реализует операции ограничений ссылочной целостности в максимальном варианте, рассматривая выполнение соответствующих операций не только по основным вариантам, влияющим на изменения в базе данных, но и по операциям, которые не должны оказывать существенного изменения в базе данных. В итоге разработчику предлагается указать правила ссылочной целостности при выполнении действий над данными при модификации данных экземпляров как в родительской, так и в дочерней сущностях. Впоследствии все эти действия, если они не предусмотрены в СУБД, будут преобразованы в программные модули автоматического выполнения (триггеры) и ассоциируются с действиями, выполняемыми над данными. В случае наличия в СУБД указанных действий ссылочной целостности они будут заявлены соответствующими правилами при описании таблиц данных.

При формировании связи многие - ко - многим разработчику предоставляет возможность указания минимального набора характеристик связи, включающих в себя определение смысловой нагрузки. Никакие другие правила и характеристики для данного типа связи не устанавливаются, поскольку при переходе к физической модели такая связь должна быть нормализована и представлена связями один - ко - многим (рис. 3.22).

при первом указании связи выбрать пиктограмму связи и последовательно выбрать сущность-общность и одну из сущностей-категорий;
остальные сущности-категории с помощью той же пиктограммы связи категоризации соединять путем последовательного выбора графического элемента и очередной сущности-категории.

В результате выполнения этих действий в модели базы данных будет представление связи аналогично указанному выше примеру (см. рис. 3.22).

Связь категоризации бывает двух типов, один из которых необходимо определить при установлении этого типа связи (рис. 3.23). Для обозначения различий в типе связи категоризации обозначение графического элемента будет представляться с двумя чертами или одной чертой (табл. 3.1).

Для самой связи категоризации никакие прочие характеристики не определяются, и разработчику предоставляется только возможность просмотра структуры связи категоризации (рис. 3.24). Это описание дает возможность увидеть, какие сущности-категории определены подтипами (subtypes), а какая сущность-общность представлена надтипом (supertype).

Сами связи от графического элемента категоризации к сущностям являются связями один - к - одному, и для них определены, как правило, фиксированные характеристики. Разработчику предоставляется возможность указать только смысловое наполнение связей, имя атрибута внешнего ключа и правила ссылочной целостности.

Рис. 3.24. Описание связи категоризации в ЕИЧп

Подробное рассмотрение правил ссылочной целостности рассматривается в параграфе 3.2.

Лабораторна рОбота №3. Моделирование баз данных средствами Erwin

Цель работы – приобретение студентами практических навыков создания логических и физических моделей данных с помощью CASE – средств разработки информационных систем.

Основные сведения

Система ERwin поддерживает прямое и обратное моделирование баз данных. При прямом моделировании схема базы данных описывается в прямом виде с использованием диаграммы сущность-связь. Сущности на диаграмме представляются прямоугольниками. Каждый прямоугольник может иметь различные визуальные атрибуты. Каждой сущности должно быть присвоено уникальное имя. Имена сущностей необходимо задавать в единственном числе. Это определяется тем, что система всегда оперирует отдельными экземплярами сущности. При этом отдельные экземпляры сущности рассматриваются как объекты, а сущности – как класс объектов. Если сущности были описаны при моделировании в BPwin, то их можно просто импортировать в ERwin. Пример диаграммы с созданными сущностями приведен на рисунке.

Рисунок 4 - Пример диаграммы с созданными сущностями

Построение моделей в ERwin

Возможны две точки зрения на информационную модель и, соответственно, два уровня модели. Первый - логический уровень (точка зрения пользователя) означает прямое отображение фактов из реальной жизни. Например, люди, столы, отделы, собаки и компьютеры являются реальными объектами. Они именуются на естественном языке, с любыми разделителями слов (пробелы, запятые и т.д.). На физическом уровне модели рассматривается использование конкретной СУБД, определяются типы данных (например, целое или вещественное число), индексы для таблиц.

ERwin предоставляет возможности создавать и управлять этими двумя различными уровнями представления одной диаграммы (модели), равно как и иметь много вариантов отображения на каждом уровне. Термин "логический уровень" в ERwin соответствует концептуальной модели.

Этапы построения информационной модели.

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.

Erwin создает визуальное представление (модель данных) для решаемой задачи. Это представление может использоваться для детального анализа, уточнения и распространения документации, необходимой в цикле разработки. Однако ERwin далеко не только инструмент для рисования. ERwin автоматически создает базу данных (таблицы, индексы, хранимые процедуры, триггеры для обеспечения ссылочной целостности и другие объекты, необходимые для управления данными).

Создание сущности.

Для внесения сущности в модель необходимо щелкнуть по кнопке сущности на панели инструментов (Erwin Toolbox) , затем - по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Editor, можно вызвать диалог Entity Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности.

Каждая сущность должна быть полностью определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Эти определения полезны как на логическом уровне, поскольку позволяют понять, что это за объект, так и на физическом уровне, поскольку их можно экспортировать как часть схемы и использовать в реальной БД (CREATE COMMENT on entity_name ). Закладки Note, Note2, Note3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев и определений к сущности.

В закладке Icon каждой сущности можно поставить в соответствие изображение, которое будет отображаться в режиме просмотра модели на уровне иконок и изображение, которое будет отображаться на всех других уровнях.

Закладка UDP диалога Entity Editor служит для определения свойств, определяемых пользователем (User - Defined Properties). При нажатии на кнопку этой закладки вызывается диалог User - Defined Property Editor (также вызывается из меню Edit/UDPs). В нем необходимо указать вид объекта, для которого заводится UDP (диаграмма в целом, сущность, атрибут и т.д.) и тип данных. Для внесения нового свойства следует щелкнуть в таблице по кнопке и внести имя, тип данных, значение по умолчанию и определение.

Создание атрибутов.

Следующий этап создания модели состоит в задании атрибутов для каждой сущности. При задании типа атрибута имеется возможность использовать домены. Домен – это абстрактный пользовательский тип, который присваивается любому физическому типу данных. При этом каждый домен может иметь свои значения по умолчанию и правила проверки вводимых данных. ERwin предоставляет возможность документировать все действия по созданию собственных типов данных. С использованием концепции домена обеспечивается переносимость базы данных на различные аппаратные платформы.

Рисунок 5 - Создание нового домена	Рисунок 6 - Указание свойств нового домена

Рисунок 7 - Значение по умолчанию для нового домена

Рисунок 8 - Использование домена для указания типа данных атрибуту.

Для описания атрибутов следует, щелкнув правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attribute Editor. Появится диалог Attribute Editor.

Если щелкнуть по кнопке New, то в появившемся диалоге New Attribute можно указать имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен. Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели.

Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attribute Editor необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.
Закладки Definition, Note и UDP несут те же функции, что и при определении сущности, но на уровне атрибутов.

Для большей наглядности диаграммы каждый атрибут можно связать с иконкой. Это можно сделать при помощи списка выбора Icon в закладке General.

Очень важно дать атрибуту правильное имя. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое значение.

Согласно синтаксису IDEF1X, имя атрибута должно быть уникальным в рамках модели (а не только в рамках сущности!). По умолчанию при попытке внесения уже существующего имени атрибута ERwin переименовывает его. Например, если атрибут Комментарий уже существует в модели, другой атрибут (в другой сущности) будет назван Комментарий/2, затем Комментарий/3 и т.д.
При переносе атрибутов внутри и между сущностями можно воспользоваться техникой drag&drop, выбрав кнопку в палитре инструментов.

Для создания новой связи следует выбрать идентифицирующую или неидентифицирующую связь в палитре инструментов (ERwin Toolbox), щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности.
В палитре инструментов кнопка соответствует идентифицирующей связи, кнопка связи многие-ко-многим и кнопка соответствует неидентифицирующей связи. Для редактирования свойств связи следует щелкнуть правой кнопкой мыши по связи и выбрать на контекстном меню пункт Relationship Editor.

В закладке General появившегося диалога можно задать мощность, имя и тип связи.

Мощность связи (Cardinality) - служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.
Различают четыре типа мощности:

· общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности, не помечается каким-либо символом;

· символом P помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

· символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

· цифрой помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

По умолчанию символ, обозначающий мощность связи, не показывается на диаграмме. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Cardinality.

Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая).

В IDEF1X различают зависимые и независимые сущности. Тип сущности определяется ее связью с другими сущностями. Идентифицирующая связь устанавливается между независимой (родительский конец связи) и зависимой (дочерний конец связи) сущностями. Когда рисуется идентифицирующая связь, ERwin автоматически преобразует дочернюю связь в зависимую. Зависимая сущность изображается прямоугольником со скругленными углами.

Экземпляр зависимой сущности определяется только через отношение к родительской сущности. При установлении идентифицирующей связи атрибуты первичного ключа родительской сущности автоматически переносятся в состав первичного ключа дочерней сущности. Эта операция дополнения атрибутов дочерней сущности при создании связи называется миграцией атрибутов. В дочерней сущности новые атрибуты помечаются как внешние ключи - (FK).

При установлении неидентифицирующей связи дочерняя сущность остается независимой, а атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в состав неключевых компонентов дочерней. Неидентифицирующая связь служит для связи независимых сущностей.

Идентифицирующая связь показывается на диаграмме сплошной линией с жирной точкой на дочернем конце связи, неидентифицирующая - пунктирной.

Для неидентифицирующей связи можно указать обязательность (Nulls в закладке General диалога Relationship Editor). В случае обязательной связи (No Nulls) при генерации схемы БД атрибут внешнего ключа получит признак NOT NULL, несмотря на то, что внешний ключ не войдет в состав первичного ключа дочерней сущности. В случае необязательной связи (Nulls Allowed) внешний ключ может принимать значение NULL. Необязательная неидентифицирующая связь помечается прозрачным ромбом со стороны родительской сущности

Имя связи (Verb Phrase) - фраза, характеризующая отношение между родительской и дочерней сущностями. Для связи один-ко-многим идентифицирующей или неидентифицирующей достаточно указать имя, характеризующей отношение от родительской к дочерней сущности (Parent-to-Child). Для связи многие-ко-многим следует указывать имена как Parent-to-Child, так и Child-to-Parent. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Relationship и затем включить опцию Verb Phrase.

Имя роли или функциональное имя (Rolename) - это синоним атрибута внешнего ключа, который показывает, какую роль играет атрибут в дочерней сущности. Задать имя роли можно в закладке Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor.

Создание ключей.

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов.

Первичный ключ (primary key) - это атрибут или группа атрибутов, однозначно идентифицирующие экземпляр сущности. Атрибуты первичного ключа на диаграмме не требуют специального обозначения - это те атрибуты, которые находятся в списке атрибутов выше горизонтальной линии. При внесении нового атрибута в диалоге Attribute Editor для того, чтобы сделать его атрибутом первичного ключа, нужно включить флажок Primary Key в нижней части закладки General. На диаграмме ключевой атрибут можно внести в состав первичного ключа, воспользовавшись режимом переноса атрибутов (кнопка в палитре инструментов).

В одной сущности может оказаться несколько атрибутов или наборов атрибутов, претендующих на роль первичного ключа. Такие претенденты называются потенциальными ключами (candidate key).

Ключи могут быть сложными, т.е. содержащими несколько атрибутов. Сложные первичные ключи не требуют специального обозначения - это список атрибутов выше горизонтальной линии. При выборе первичного ключа предпочтение должно отдаваться более простым ключам, т.е. ключам, содержащим меньшее количество атрибутов.

Многие сущности имеют только один потенциальный ключ. Такой ключ становится первичным. Некоторые сущности могут иметь более одного возможного ключа. Тогда один из них становится первичным, а остальные - альтернативными ключами.

Альтернативный ключ (Alternative Key) - это потенциальный ключ, не ставший первичным.

Каждому ключу соответствует индекс, имя которого также присваивается автоматически. Имена ключа и индекса при желании можно изменить вручную.

На диаграмме атрибуты альтернативных ключей обозначаются как (Akn.m.), где n - порядковый номер ключа, m - порядковый номер атрибута в ключе. Когда альтернативный ключ содержит несколько атрибутов, (Akn.m.) ставится после каждого.

Зависимая сущность может иметь один и тот же ключ из нескольких родительских сущностей. Сущность может также получить один и тот же внешний ключ несколько раз от одного и того же родителя через несколько разных связей. Когда ERwin обнаруживает одно из этих событий, он распознает, что два атрибута одинаковы, и помещает атрибуты внешнего ключа в зависимой сущности только один раз. Это комбинирование или объединение идентичных атрибутов называется унификацией.

Есть случаи, когда унификация нежелательна. Например, когда два атрибута имеют одинаковые имена, но на самом деле они отличаются по смыслу, и необходимо, что бы это отличие отражалось в диаграмме. В этом случае необходимо использовать имена ролей внешнего ключа.

Связи на диаграмме представляются линиями, идущими от одной сущности (таблицы) к другой. Каждой связи присваивается уникальное имя. Связанные таблицы разделяют на родительские и дочерние. Родительские таблицы отображаются прямоугольниками с прямыми углами, дочерние – со скругленными.

После указания всем атрибутам формата данных необходимо созданную логическую модель преобразовать в физическую. Для этого необходимо в Tools выбрать Derive New Model , где в качестве Target Databases выберите ODBC/Generic (для использования в СУБД MySQL) см. Рисунок 9. Наша модель (см Рисунок 4) будет преобразована к виду см.Рисунок 11.

Рисунок 9 - Преобразование логической модели в физическую

Рисунок 10 - Физическая модель с указанием формата данных.

Рисунок 11 - Генерация кода SQL

Задание

1. Выполните построение диаграммы с заданными сущностями (прямое моделирование) для заданной предметной области.

2. Задайте атрибуты для каждой определенной сущности. При задании атрибутов используйте домены.

3. Введите связи между сущностями. Присвойте связям уникальные имена.

4. Используя СУБД MYSQL, решите прямую генерацию базы данных для проектируемой информационной.

5. Отчет должен содержать концептуальную модель и физическую базу данных в СУБД MYSQL.

Контрольные вопросы

1. В чем состоит различие логического и физического уровней представления моделей данных с помощью ERwin?

2. В чем различие между моделями данных, представленных в форме диаграммы сущность-связь, на основе ключей и в виде полной атрибутивной модели?

3. Какие основные компоненты содержат модели данных, представленные по методологии IDEF1X?

Перечень типов данных, поддерживаемых СУБД необходимо уточнить у производителя

Этапы построения информационной модели:

· 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.

Создание сущности.

Каждая сущность должна быть полностью определена с помощью текстового описания в закладке Definition. Эти определения полезны как на логическом уровне, поскольку позволяют понять, что это за объект, так и на физическом уровне, поскольку их можно экспортировать как часть схемы и использовать в реальной БД (CREATE COMMENT on entity_name). Закладки Note, Note2, Note3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев и определений к сущности.

Создание атрибутов

Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attribute Editor необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.

Закладки Definition, Note и UDP несут те же функции, что и при определении сущности, но на уровне атрибутов.

При переносе атрибутов внутри и между сущностями можно воспользоваться техникой drag&drop, выбрав кнопку в палитре инструментов.

Создание связи.

В палитре инструментов кнопка соответствует идентифицирующей связи, кнопка связи многие-ко-многим и кнопка соответствует неидентифицирующей связи. Для редактирования свойств связи следует щелкнуть правой кнопкой мыши по связи и выбрать на контекстном меню пункт Relationship Editor.

В закладке General появившегося диалога можно задать мощность, имя и тип связи.

Мощность связи (Cardinality) - служит для обозначения отношения числа экземпляров родительской сущности к числу экземпляров дочерней.

Различают четыре типа мощности:

общий случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0, 1 или много экземпляров дочерней сущности, не помечается каким-либо символом;

символом P помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 1 или много экземпляров дочерней сущности (исключено нулевое значение);

символом Z помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствуют 0 или 1 экземпляр дочерней сущности (исключены множественные значения);

цифрой помечается случай, когда одному экземпляру родительской сущности соответствует заранее заданное число экземпляров дочерней сущности.

Тип связи (идентифицирующая/неидентифицирующая).

Рис.1. Имена ролей внешних ключей

В примере, приведенном на рис. 1, в сущности Сотрудник внешний ключ Номер отдела имеет имя роли "Где работает", которое показывает, какую роль играет этот атрибут в сущности. По умолчанию в списке атрибутов показывается только имя роли. Для отображения полного имени атрибута (как функционального имени, так и имени роли) следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть правой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Display Options/Entities и затем включить опцию Rolename/Attribute. Полное имя показывается как функциональное имя и базовое имя, разделенные точкой (рис. 1).

Обязательным является применение имен ролей в том случае, когда два или более атрибутов одной сущности определены по одной и той же области, т.е. они имеют одну и ту же область значений, но разный смысл.

Рис.2. Случай обязательности имен ролей

На рис.2 сущность Продажа валюты содержит информацию об акте обмена валюты, в котором участвуют две валюты - проданная и купленная. Информация о валютах содержится в сущности Валюта. Следовательно, сущности Продажа валюты и Валюта должны быть связаны дважды, и первичный ключ - Номер валюты должен дважды мигрировать в сущность Валюта в качестве внешнего ключа. Необходимо различать эти атрибуты, которые содержат информацию о номере проданной и купленной валюты (имеют разный смысл), но ссылаются на одну и ту же сущность Валюта (имеют общую область значений). В примере на рис.2 атрибуты получили имена ролей Проданная и Купленная.

Другим примером обязательного применения имен ролей являются рекурсивные связи, когда одна и та же сущность является и родительской и дочерней одновременно.

Правила ссылочной целостности (Referential Integrity (RI)) - логические конструкции, которые выражают бизнес-правила использования данных и представляют собой правила вставки, замены и удаления. Задать правила ссылочной целостности можно в закладке Rolename/RI Actions диалога Relationship Editor.

При генерации схемы БД на основе опций логической модели будут сгенерированы правила декларативной ссылочной целостности, которые должны быть предписаны для каждой связи, и триггеры, обеспечивающие ссылочную целостность.

Рис.3. Миграция имен ролей

На рис.3 существует идентифицирующая связь между сущностями Команда и Игрок. Что будет, если удалить команду? Экземпляр сущности Игрок не может существовать без команды (атрибут первичного ключа В какой команде играет. Номер команды не может принимать значение NULL), следовательно нужно либо запретить удаление команды, пока в ней числится хотя бы один игрок, либо удалять вместе с командой и всех ее игроков. Такие правила удаления (Parent Delete) называются Parent Restrict (ограничение) и Parent Cascade (каскад). Сущности Игрок и Гол, в свою очередь, тоже связаны идентифицирующей связью и, если на удаление игрока наложено правило каскадного удаления всех записей о его голах, то при удалении команды будут удалены все игроки команды и все голы, забитые этими игроками.

Связь многие-ко-многим возможна только на уровне логической модели данных. Такая связь обозначается сплошной линией с двумя точками на концах. Для внесения связи следует сначала нажать на кнопку в палитре инструментов (ERwin Toolbox), а затем по очереди щелкнуть по обеим связанным сущностям.

Связь многие-ко-многим должна именоваться (Verb Phrase) двумя фразами - в обе стороны. Это облегчает чтение диаграммы.

Создание ключей.

Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов.

Альтернативный ключ (Alternative Key) - это потенциальный ключ, не ставший первичным.

Рис.4. Сущность "Сотрудник" с отображением ключей

Внешние ключи (Foreign Key) создаются автоматически, когда связь соединяет сущности: связи образуют ссылку на атрибуты первичного ключа в дочерней сущности и эти атрибуты образуют внешний ключ в дочерней сущности (миграция ключа). Атрибуты внешнего ключа обозначаются символом (FK) после своего имени (рис.4). Атрибуты внешнего ключа Где работает.Номер отдела ("Где работает" - имя роли) сущности Сотрудник является атрибутом первичного ключа (PK) в сущности Отдел.

Домены.

Домен можно определить как совокупность значений, из которых берутся значения атрибутов. Каждый атрибут может быть определен только на одном домене, но на каждом домене может быть определено множество атрибутов. В понятие домена входит не только тип данных, но и область значений данных. Например, домен "Возраст" можно определить как положительное целое число и определить атрибут Возраст сотрудника как принадлежащий этому домену.

В ERwin домен может быть определен только один раз и использоваться как в логической, так и в физической модели.

На логическом уровне домены можно описать без конкретных физических свойств. На физическом уровне они получают специфические свойства, которые можно изменить вручную. Так, домен "Возраст" может иметь на логическом уровне тип Number, на физическом уровне домену будет присвоен тип INTEGER.

Для создания домена в логической модели служит диалог Domain Dictionary Editor. Его можно вызвать из меню Edit/Domain Dictionary по кнопке, расположенной в верхней левой части закладки General диалога Attribute Editor. Для создания нового домена в диалоге Domain Dictionary Editor следует:

· щелкнуть по кнопке New. Появляется диалог New Domain;

· выбрать родительский домен из списка Domain Parent. Новый домен можно создать на основе уже созданного пользователем домена, либо на основе изначально существующего. По умолчанию Erwin имеет четыре предопределенных доменов (String, Number, Blob, Datetime). Новый домен наследует все свойства родительского домена. Эти свойства в дальнейшем можно переопределить;

· набрать имя домена в поле Logical Name. Можно также указать имя домена на физическом уровне в поле Physical Name. Если физическое имя не указано, по умолчанию оно принимает значение логического имени;

· щелкнуть по кнопке OK;

В диалоге Domain Dictionary Editor можно связать домен с иконкой, с которой он будет отображаться в списке доменов (Domain Icon), иконкой, с которой атрибут, определенный на домене будет отображаться в модели (Icon Inherited by Attribute).

Каждый домен может быть описан в закладке Definition, снабжен комментарием в закладке Note или свойством определенным пользователем в закладке UDP.

ERwin имеет специальный инструмент, который значительно облегчает создание новых атрибутов в модели, используя описание доменов, - Independent Attribute Browser. Этот диалог вызывается (и скрывается) по горячему ключу CTRL+B. С его помощью можно выбрать в списке домен и по методу drag&drop перенести его в какую-либо сущность. В ней будет создан новый атрибут с именем, которое следует задать в окне Name Inherited by Attribute диалога Domain Dictionary Editor. Если значение поля не задано, по умолчанию принимается имя домена.

На физическом уровне диалог Domain Dictionary Editor позволяет редактировать физические свойства домена. Имя этой закладки зависит от выбранного сервера БД. На ней можно задать конкретный тип данных, соответствующих домену, правила присвоения NULL - значений, правила валидации (правила проверки допустимых значений) и задания значения по умолчанию. Правила валидации и значения по умолчанию должны быть предварительно описаны и именованы. Для вызова диалогов редактирования правил валидации и значений по умолчанию служат кнопки справа от соответствующего списка выбора (Valid и Default).

Функции других закладок диалога Domain Dictionary Editor:

General. Задание родительского домена (Domain Parent) и имени, присваиваемого колонке при ее создании с помощью Independent Column Browser. С помощью опции Phisical Only домен можно определить только на уровне физической модели.

Comment. Внесение комментария к атрибуту.

UDP . Свойства, определяемые пользователем.

Visual Basic - PowerBuilder. Задание специальных свойств домена для кодогенерации клиентского приложения.

Задание на выполнение.

На основе ранее созданной функциональной модели и описания предметной области создать логическую модель с использованием пакета ERwin.

Лабораторная работа № 7.
Основы работы в Erwin. Подготовка физической модели данных для генерации БД

1. Цель работы: освоение принципов подготовки физической модели данных для генерации системного каталога БД.