Концептуальні моделі предметного середовища. Ідентифікація понять, визначення атрибутів та асоціацій

Концептуальна модель - це абстрактна модель, що виявляє причинно-наслідкові зв'язки, властиві об'єкту, що досліджується, і суттєві в рамках певного дослідження. Основне призначення концептуальної моделі - виявлення набору причинно-наслідкових зв'язків, облік яких необхідний для отримання необхідних результатів. Вона представляє загальний погляд на дані.

Найчастіше концептуальна модель бази даних включає в себе:

· опис інформаційних об'єктів, або понять предметної області і зв'язків між ними

· опис обмежень цілісності, тобто вимог до допустимих значень даних і до зв'язків між ними.

Розрізняють два головних підходи до моделювання даних при концептуальному проектуванні:

− семантичні моделі;

− об'єктні моделі.

Семантичні моделі головну увагу приділяють структурі даних. Найбільш поширеною семантичною моделлю є модель "сутність – зв'язок" (Entity Relationship model, ER-модель). ER-модель складається із сутностей, зв'язків, атрибутів, доменів атрибутів, ключів. Моделювання даних відображає логічну структуру даних, так само, як блок-схеми алгоритмів відображають логічну структуру програми.

Модель «сутність-зв'язок» (англ. "Entity-Relationship model"), або ER-модель, запропонована П. Ченом [1] в 1976 р., є найбільш відомим представником класу семантичних (концептуальних, інфологіческіх) моделей предметної області. ER-модель зазвичай представляється в графічній формі, з використанням оригінальної нотації П. Чена, званої ER-діаграма, або з використанням інших графічних нотацій (Crow's Foot, Information Engineering та ін.)

Основні елементи ER- моделей:

· б'єкти (сутності);

· атрибути об'єктів;

· зв'язки між об'єктами.

Сутність — це будь-який особливий об’єкт (об’єкт, який ми можемо відрізнити від іншого), інформацію про який необхідно зберігати в базі даних.

Сутністю можуть бути люди, місця, літаки, рейси, смак, колір і т.ін. Необхідно розрізняти такі поняття, як тип сутності та зразок сутності. Поняття тип сутності відноситься до набору однорідних осіб, предметів, подій або ідей, які є цілим. Зразок сутності відноситься до конкретної речі в наборі. Наприклад, типом сутності може бути МІСТО, а зразком — Москва, Київ і т.ін.

Атрибут — пойменована характеристика сутності. Його найменування повинне бути унікальним для конкретного типу сутності, але може бути однаковим для різного типу сутності (наприклад, КОЛІР може бути визначений для багатьох сутностей: СОБАКА, АВТОМОБІЛЬ, ДИМ і т.ін. Атрибути використовуються для визначення того, яка інформація повинна бути зібрана про сутність.

Ключ — мінімальний набір атрибутів, за значенням яких можна однозначно знайти необхідний зразок сутності. Мінімальність означає, що вилучення з набору будь-якого атрибуту не дозволяє ідентифікувати сутність за тими, що залишаються.

Зв’язок (relationship) – пойменована асоціація між двома сутностями, що має значення для даної предметної сфери. Це асоціація між сутностями, при якій, як правило, кожен екземпляр однієї сутності, яка

називається батьківською сутністю, асоційований з довільною (у тому числі нульовою) кількістю екземплярів іншої сутності, яка іменується сутністю-нащадком, а кожен екземпляр сутності-нащадка асоційований у точності з одним екземпляром сутності-батька.

Зв'язок між сутностями характеризується:

· типом зв'язку (1:1, 1: N, N: М);

· класом приналежності. Клас може бути обов'язковим і необов'язковим. Якщо кожен примірник сутності бере участь у зв'язку, то клас приналежності - обов'язковий, інакше - необов'язковий.

Об'єктні моделі головну увагу приділяють поведінці об'єктів даних і засобам маніпуляції даними. Головне поняття таких моделей − об'єкт, тобто сутність, яка має стан і поведінку. Стан об'єкта визначається сукупністю його атрибутів, а поведінка об'єкта визначається сукупністю операцій специфікованих для нього.