Методология IDEF1X

Метод IDEF1 был предложен Ремеем (Remay). Метод основан на использовании подхода, предложенного Ченом и эквивалентного построению реляционной модели данных в третьей нормальной форме. В настоящее время наиболее широко используется новая версия методологии IDEF1, которая называется IDEF1X, обеспечивает простоту изучения и наглядное представление проекта базы данных, а также дает возможность автоматизации.

Сущность является независимой, если каждый экземпляр сущности может быть однозначно идентифицирован без определения его отношений с другими сущностями. Символ, соответствующий независимой сущности, над которым пишется имя сущности и, возможно, ее номер, разделяется /.

Сущность называется зависимой, если однозначная идентификация экземпляров сущности зависит от ее отношения с другими сущностями, с которыми данная сущность связана идентифицирующей связью. Зависимая сущность обозначается прямоугольником с закругленными углами.

В IDEF1X допускаются следующие типы связей (степени связи):

1) каждый экземпляр сущности может иметь нуль, один или более связанных с ним экземпляров другой сущности;

2) каждый экземпляр сущности должен иметь не менее одного связанного с ним экземпляра другой сущности;

3) каждый экземпляр сущности должен иметь не более одного связанного с ним экземпляра другой сущности;

4) каждый экземпляр сущности связан с некоторым фиксированным числом экземпляров другой сущности.

Если экземпляр некоторой сущности однозначно определяется своей связью с другой сущностью, то связь называется идентифицирующей, в противном случае – неидентифицирующей.

Подчиненная сущность в идентифицирующей связи является зависимой сущностью. Подчиненная сущность неидентифицирующей связи является независимой сущностью при условии, что она не является подчиненной сущностью в какой­-либо другой идентифицирующей связи.

Атрибуты сущности изображаются в виде списка имен внутри блока сущности. Атрибуты первичного ключа размещаются вверху списка и отделяются от неключевых атрибутов горизонтальной чертой.

Сущности могут иметь также внешние ключи, которые могут использоваться в качестве части или целого первичного ключа или в качестве неключевого атрибута. Внешний ключ обозначается с помощью имени атрибута, после которого в скобках пишется FK (Foreign Key).

Вопросы для самоконтроля по теме 3:

1. Охарактеризуйте назначение диаграммы сущность-связь.

2. Перечислите и опишите основные символы, использующиеся при построении диаграмм в нотации Чена.

3. Охарактеризуйте основные виды диаграмм в нотации Чена.

4. Охарактеризуйте модель сущность-связь в нотации Баркера.

5. Опишите отличия зависимой и независимой сущности.

6. Охарактеризуйте отличия идентифицирующей и неидентифицирующей связи.

7. Дайте определение первичного ключа.

8. Опишите отличия первичного и альтернативного ключа.

9. Какое обозначение используется для внешнего ключа.

Тема 4. Методика построения информационной модели данных (модели «сущность-связь»)

Разработка диаграммы сущность-связь включает следующие основные этапы:

1) идентификация сущностей, их атрибутов, их первичных и альтернативных ключей;

2) идентификация отношений между сущностями и указание типов отношений;

3) разрешение неспецифических отношений.

Для реляционной модели данных неспецифическими являются отношения типа многие-ко-многим.

Первый этап является определяющим при построении модели данных. Исходной информацией для данного этапа является содержимое хранилищ данных функциональной модели системы. На первом этапе осуществляется упрощение схемы отношений за счет ее нормализации путем избавления от повторяющихся строк таблицы. Нормализация всегда выполняется путем расщепления сущности на две или более простых сущностей.

Методы нормализации схемы базы данных были предложены Коддом в работах, посвященных реляционной модели данных. Кодд определил для схемы отношений существование трех нормальных форм: первой, второй и третьей.

В дальнейшем было установлено также существование нормальной формы Бойса-Кодда, а также четвертой и пятой нормальной формы. На практике нормализация схемы базы данных обычно выполняется до третьей нормальной формы или до нормальной формы Бойса-Кодда.

Сущность находится в первой нормальной форме, если в ней отсутствуют повторяющиеся записи.

Сущность находится во второй нормальной форме, если все неключевые атрибуты функционально полно зависят от первичного ключа.

Сущность находится в третьей нормальной форме, если она находится во второй нормальной форме и никакой из неключевых атрибутов не является зависимым ни от какого другого ключевого атрибута.

Сформулируем алгоритм приведения ненормализованной схемы к третьей нормальной форме:

1) Расщепить схему на схемы сущностей, не содержащие повторяющиеся атрибуты.

2) Объявить один или более атрибутов первичными ключами, при этом количество атрибутов, входящих в состав первичного ключа, должно быть минимальным.

3) Для схем сущностей, где ключи состоят более чем из одного атрибута, надо проверить, чтобы каждый неключевой атрибут функционально полно зависел от первичного ключа. Если это не так, то схему сущности необходимо расщепить.

4) Проверить, являются ли все ключевые атрибуты взаимно независимыми. Если это не так, то необходимо выполнить декомпозицию соответствующей сущности или удалить избыточные атрибуты.