Методология IDEF1

Метод IDEF1 (разработчик - T.Ramey), в развитие идей П.Чена, строит эквивалент реляционной модели в третьей нормальной форме. Ныне на основе методологии IDEF1 создана новая методология IDEF1X, автоматизируемая и простая в изучении. IDEF1X-диаграммы используются в ряде CASE-средств (ERwin, Design/IDEF и др.).

В IDEF1X сущность независима, если ее экземпляр можно однозначно идентифицировать без определения отношений с другими сущностями. Сущность называется зависимой, если идентификация экземпляра сущности зависит от его отношения к другой сущности (рис. 3.4.16).

Рис. 3.4.16. Виды сущностей в методологии IDEF1X.

Сущность имеет уникальное имя и номер, разделяемые знаком "/" над блоком.

Связь можно определить дополнительно указанием степени или мощности (количества экземпляров сущности-потомка, возможных для каждого экземпляра сущности-родителя). В IDEF1X допустимы следующие мощности связей:

· каждый экземпляр сущности-родителя должен иметь хотя бы один связанный с ним экземпляр сущности-потомка;

· любой экземпляр сущности-родителя должен иметь не более одного экземпляра сущности-потомка;

· каждый экземпляр сущности-родителя имеет фиксированное количество экземпляров сущности-потомка.

· каждый экземпляр сущности-родителя может иметь любое количество экземпляров сущности-потомка;

Связь называется идентифицирующей при однозначном определении экземпляра сущности-потомка связью с сущностью-родителем, иначе она неидентифицирующая.

Связь изображается линией между сущностью-родителем и сущностью-потомком с точкой на конце линии у сущности-потомка. Мощность связи показана на рис. 3.4.17. (по умолчанию мощность - N).

Рис. 3.4.14. Обозначение мощности связей.

Идентифицирующая связь изображается сплошной линией. Сущность-потомок в идентифицирующей связи зависит от идентификатора; сущность-родитель может быть как независимой, так и зависимой от идентификатора сущностью, что определяется ее связями с другими сущностями (рис. 3.4.15.)

Рис. 3.4.15. Изображение идентифицирующей связи.

Пунктиром изображают неидентифицирующую связь. Сущность-потомок в неидентифицирующей связи независима от идентификатора, если она не является также сущностью-потомком в какой-либо идентифицирующей связи. (рис. 3.4.16.)

Рис. 3.4.16. Изображение неидентифицирующей связи.

Атрибуты изображаются списком имен внутри блока сущности; определяющие первичный ключ размещены сверху списка и отделены от прочих горизонтальной чертой (рис. 3.4.17.).

Рис. 3.4.17. Изображение атрибутов спискома имен внутри блока сущности.

Сущности могут иметь также внешние ключи (Foreign Key) для использования как часть или целый первичный ключ или неключевой атрибут. Внешний ключ помещается внутрь блока сущности имен атрибутов; за ним идут буквы FK в скобках. (Рис. 3.4.18.)

Рис. 3.4.18. Изображение «внешнего ключа».

В CASE-средстве Vantage Team Builder (Westmount I-CASE) применен вариант нотации П.Чена. На ER-диаграммах сущность обозначается прямоугольником, содержащим имя сущности, а связь - ромбом, с линией связи с каждой из взаимодействующих сущностей. Числа над линиями дают степень связи (рис 3.4.19.).

Рис. 3.4.19. Изображение сущности и связи в CASE-средстве Vantage Team Builder.

Связи многонаправлены и могут иметь атрибуты (кроме ключевых). В необязательную (optional) связь могут входить не все экземпляры сущности (рис. 3.4.20.)

Рис. 3.4.20. Необязательная связь в CASE-средстве Vantage Team Builder

В полной (total) связи участвуют все экземпляры хотя бы одной из сущностей; экземпляры такой связи существуют только при существовании экземпляров другой сущности; она может иметь один из 4-х видов: обязательная, слабая, "супертип-подтип" и ассоциативная связь.

Обязательной (mandatory) связью описана связь между "независимой" и "зависимой" сущностями. Все экземпляры зависимой ("обязательной") сущности могут существовать только если есть экземпляры независимой ("необязательной") сущности; экземпляр "обязательной" сущности может существовать только если есть определенный экземпляр "необязательной" сущности.

На рис. 3.4.21. считается, что каждый автомобиль имеет по крайней мере одного водителя, но не каждый служащий управляет машиной.

Рис. 3.4.21. Изображение обязательной (автомобиль) и необязательной (служащий - автомобиль) связи.

В слабой (weak) связи существование одной из сущностей, принадлежащей некоторому множеству ("слабой") зависит от существования сущности, принадлежащей другому множеству ("сильной"), т.е. экземпляр "слабой" сущности можно идентифицировать только экземпляром "сильной" сущности. Ключ "сильной" сущности - часть составного ключа "слабой" сущности.

Для "слабой" сущности обязательно есть бинарная слабая связь. Сущность может быть "сильной" в одной связи и "слабой” в другой, но не более, чем в одной связи. Слабая связь может быть без атрибутов.

Пример слабой связи: ключ (номер) строки в документе может повторяться и требует дополнения ключом документа (рис. 3.4.22.).

Рис. 3.4.22. Пример слабой связи.

Сущность-супертип определяет общие характеристики (атрибуты) типа, сущность-подтип наследует все характеристики супертипа. Экземпляр подтипа существует только если есть определенный экземпляр супертипа. Подтип не имеет ключа, а импортирует его из супертипа. Сущность как супертип в одной связи, может быть подтипом в другой. Связь супертипа не имеет атрибутов; связь "супертип-подтип" дана на рис. 3.4.23.

Рис. 3.4.23. Связь вида"супертип-подтип".

В ассоциативной связи каждый ее экземпляр (ассоциативный объект) существует только если есть определенные экземпляры каждой из взаимосвязанных сущностей. Ассоциативный объект одновременно и сущность и связь. Ассоциативна связь между несколькими "независимыми" и одной "зависимой" сущностью. Атрибуты связи между независимыми сущностями даны в зависимой сущности, т.е. зависимая сущность определяется терминами атрибутов связи между остальными сущностями.

На рис. 3.4.24. дана диаграмма, отображающая посадку самолета на взлетную полосу в заданное время при определенных скорости и направлении ветра. Эти характеристики относятся только к конкретной посадке и являются атрибутами посадки, а не взлетной полосы или самолета. Пилот связан сильнее с конкретной посадкой, чем с самолетом или взлетной полосой. Первичный ключ каждого типа сущности помечается звездочкой (*).

Рис. 3.4.24. Диаграмма посадки самолета на взлетную полосу в заданное время при определенной скорости и направлении ветра.

ER-диаграмма следует правилам:

· каждая сущность, атрибут и связь должны иметь имя (связь супертипа или ассоциативная связь могут быть безымянными);

· имя сущности уникально в рамках модели данных;

· имя атрибута уникально в рамках сущности;

· имя связи уникально, если для нее генерируется таблица БД;

· каждый атрибут имеет определение типа данных;

· сущность в необязательной связи, сильная сущность в слабой связи, супертип в связи "супертип-подтип" и необязательная сущность в обязательной (полной) связи имеют ключевые атрибуты;

· подтип в связи "супертип-подтип" не имеет ключевого атрибута;

· ассоциативная или слабая связи имеют только одну ассоциативную (слабую) сущность;

· связь не может быть одновременно ассоциативной, обязательной или "супертип-подтип".

3.5. Образец использования структурного подхода: фильмотека