Связи. Мощность, полнота, размерность связи. Ключи
Связь так же является отношением и строится на сущности.

Преподаватель
Табельный номер Ф.И.О. Должность
1 Анохин А.Н. Зав.каф.
2 Тенякова Р.В. Ст.препод.
3 Пляскин А.В. Доцент
3-х местный кортеж <1, Анохин А.Н., Зав. каф.>

Дисциплина
Шифр Название
ОПД.Ф.8 Базы данных
ОПД.Ф.10 Управление данными
ОПД.Ф.5 Операционные системы

Имеем 2 множества. Строим декартовое произведение: преподаватель · дисциплина = {<<1, Анохин А.Н., Зав.каф.>, <ОПД.Ф.8, Базы данных>, …, <3, Пляскин А.В., Доцент>, <ОПД.Ф.5, Операционные системы>>}. Всего 9 кортежей. Кортежи 1,2,5,9 имеют место.
Такое отношение, определяемое на сущностях – связь. Ее название – смысл связи. Ведёт  Преподаватель · дисциплина.
Как и любое отношение связь можно представить в виде таблицы.

Ведет
Таблица
Преподаватель Дисциплина
Табельный номер Шифр
1 ОПД.Ф.8
1 ОПД.Ф.10
2 ОПД.Ф.8
3 ОПД.Ф.5
Схема
Диаграмма «сущность-связь» (ER - Entity Relationship). Существуют 2 структурные нотации:
  1. Питера Чена;
  2. Ричарда Баркера.
В нотации Чена сущность – прямоугольник с названием внутри; атрибут – овал с названием внутри. В ER обязательно должны быть описаны элементы: атрибуты, сущности и связи.
Атрибуты, сущности и связи в нотациях Чена и Баркера
Связи характеризуются 3-мя свойствами:
  1. Мощность (1:1, 1:n, n:n);
  2. Полнота: 1).полные; 2).неполные; 3).частично полные;
  3. Размерность: 1).унарные; 2).бинарные; 3).тернарные, …, n).n-арные.
Любое из этих сочетаний имеет право на существование.
Связь мощностью 1:N «один ко многим»

В нотации Чена
Один экземпляр из одной сущности может быть связан с несколькими экземплярами другой сущности, но не наоборот.
В нотации Баркера
Является наиболее распространённым типом связи.
Пример
Связь мощностью N:M «многие ко многим»

Мощность, которая не накладывает никакие ограничения. Один экземпляр сущности может быть связан с множеством экземпляров другой сущности и наоборот.
В нотации Чена
В нотации Баркера
Пример
Связь мощностью 1:1 «один к одному»

Один экземпляр одной сущности может быть связан не более чем с одним экземпляром другой сущности и наоборот.
В нотации Чена
В нотации Баркера
Пример
Применяется в двух случаях:
  1. Каждый из объектов имеет свой физический смысл (разные физические объекты);
  2. Очень много атрибутов сущности.
Полнота связи.

Полнота – возможность существования в сущности экземпляра, не связанного ни с одним экземпляром другой сущности.
Существуют 3 градации полноты связи:
  1. Полная. Ни в одной из связанных сущностей не может быть экземпляра, не связанного хотя бы с одним экземпляром другой сущности. (Пример: преподаватель и дисциплина.)
    Пример
  2. Неполная. В обеих сущностях могут существовать экземпляры, не связанные ни с одним экземпляром другой сущности. (Пример: гражданин и паспорт.)
    Пример
  3. Частичной полноты. Промежуточный вариант, в одной из сущностей не могут быть связанные экземпляры, а в другой – могут. (Пример: студент и группа.)
    Пример
Для отображения полноты и мощности связи на схемах используют кардинальные числа.
Кардинальные числа

Кардинальные числа используются парами:
  1. Нижнее кардинальное число. Отвечает за полноту связи и может иметь значения 0 или 1.
  2. Верхнее кардинальное число. Отвечает за мощность связи. Принимает значения 1 или N.
В нотации Чена
Nmin = {0;1};
Nmax = {1;N}.
Для полной спецификации используются две пары кардинальных чисел, которые определяют интервал для количества экземпляров, которые могут быть связаны с экземплярами другой сущности.
В нотации Чена
В нотации Баркера связь примыкает к сущности. Нижнее кардинальное число: 0 или 1; верхнее – «—», если 1, и , если n.
Размерность связи

Размерность – количество сущностей, на которых определена связь. Размерности бывают: унарные, бинарные, тернарные, …, n-арные.
  1. Бинарная связь
    Пример 1
    Пример 2

    Ведёт
    Преподаватель Дисциплина
    ААН БД
    ТРВ БД
    БСЮ БД
    ТРВ СИИ
    4 экземпляра связи

    Читает лекции
    Преподаватель Дисциплина
    ААН БД
    ТРВ СИИ
    2 экземпляра

    Ведёт лабы
    Преподаватель Дисциплина
    ААН БД
    ТРВ БД
    БСЮ БД
    ТРВ СИИ
    4 экземпляра

    Ведёт семинары
    Преподаватель Дисциплина
    - -
    Экземпляров нет

    Альтернатива этих вариантов – завести новую сущность «вид занятий».
    В нотации Баркера
  2. Унарная связь – связь, которая определена на одной сущности. Самый простой пример – иерархическая структура.
    В нотации Чена В нотации Чена
    Унарная связь может иметь связи мощностью 1:N, 1:1, N:M; при этом она может быть полной, неполной и частично-полной.
    В нотации Чена
    В нотации Баркера
  3. n-арная связь
    В нотации Чена
Категориальная связь (зависимость) – супертип

Имеются атрибуты:
  1. Специфические;
  2. Общие.
Есть ряд атрибутов, которые присущи либо определённому виду сущности, либо всем видам сущности. Специфические атрибуты выносятся в отдельные сущности.
В нотации Баркера
Такая связь бывает исключающая или неисключающая (полная или неполная). Полная – сумма экземпляров сущности = числу работников (имеется информация о каждом работнике). Неполная – имеется информация не о всех работниках.
Направленность связи

Связь направленная (обычно бинарная связь), если из двух связываемых сущностей явно выделяются зависимая и независимая сущности.
В нотации Чена
В связи 1:N независимая сущность всегда с мощностью 1. Это всегда направленная связь.
В нотации Чена
В связи 1:1 зависимость сущностей определяется по смыслу. Может быть направленной или ненаправленной.
Связь N:M всегда ненаправленная.
В нотации Баркера
Реализация связей

В нотации Чена
В нотации Баркера
Добавляем к студенту шифр группы.
Понятие ключа

Ключ – комбинация атрибутов, однозначно идентифицирующих каждый экземпляр сущности (каждую строку таблицы, каждую запись файла). Значения комбинации атрибутов должны быть уникальными для каждого экземпляра сущности (в пределах одной сущности).
Чаще всего ключ состоит из одного атрибута – это простой ключ. Ключ, состоящий из нескольких атрибутов, – составной (сложный).
Ключ, который состоит из минимально возможного набора атрибутов, – неизбыточный ключ.
Пример
Понятие избыточности ключа является относительным.
Разновидности ключа

Ключ обязателен далеко не для всех сущностей, т.е. могут быть сущности, для которых ключ не задан. Бывают сущности, для которых имеются несколько ключей. Если в одной сущности может быть несколько ключей, то они оказываются возможными ключами (ключи-кандидаты, потенциальные ключи). Выделяют ключ, по которому сущность будет идентифицироваться – первичный ключ (Primary Key), остальные ключи – альтернативные.
Правила:
  1. Длина ключа должна быть по возможности минимальной (насколько это возможно);
  2. Хорошо, если ключ информационно ёмкий и основан на классификаторе;
  3. Если ключа нет, то это будет искусственно введенный атрибут. Например, счетчик.
Реализация связи 1:N

Нужно взять ключ из основной сущности и добавить его в зависимую. В зависимую сущность добавляется первичный ключ из основной сущности. Это называется миграцией ключа.
В нотации Баркера
Добавленный ключ играет определенную роль в зависимой сущности. Он называется внешним ключом - FK (Foreign Key). Внешних ключей в одной сущности может быть несколько.
Реализация связи 1:1

Hаправленность связи зависит от смысла: от основной сущности к зависимой. Существует способ объединения таблиц, но это не всегда рационально.
Правила реализации:
  1. Ключ может мигрировать в любую сторону;
  2. Если связь имеет направленность (смысловую, т.е. выделяют главную и подчиненную сущности), то ключ мигрирует из основной сущности в подчиненную;
  3. Если связь категориальная, то ключ мигрирует из основной сущности в сущность категории;
  4. Если связь полная, то можно объединить таблицы.
Реализация связи N:M

Пример
Создается таблица с названием связи. В таблицу «ведёт» мигрируют первичные ключи из обеих связываемых сущностей. Связь с дополнительным атрибутом является новой сущностью.
Пример
Связь идентифицирующая, когда в зависимой сущности первичный ключ образуется из собственного атрибута (атрибут сущности) и внешнего ключа.

← Ctrl  Предыдущая  •  Следующая  Ctrl →
Сайт управляется системой uCoz