Организация баз данных (стр. 15 из 39)
Связь типа 1:М – каждый преподаватель может вести несколько дисциплин, но каждая дисциплина ведется одним преподавателем,
Связи типа М:1 – каждый преподаватель может вести одну дисциплину, но каждую дисциплину могут вести несколько преподавателей.
Примеры с типом связи 1:М или М:1 могут иметь ряд вариантов, отличающихся классом принадлежности одной или обеих сущностей. Обозначим обязательный класс принадлежности символом "О", а необязательный - символом "Н", тогда варианты для связи типа 1:М условно можно представить как: О–О, О–Н, Н–О, Н–Н. Для связи типа М:1 также имеются 4 аналогичных варианта.
8.3.3 Связи типа 1:М вариант Н-О
Каждый преподаватель может вести несколько дисциплин ИЛИ ни одной, но каждая дисциплина ведется одним преподавателем (рис. 8.5, рис. 8.6).
рис. 8.5 Диаграмма ER-экземпляров для связи типа 1:М варианта Н-О 
рис. 8.6. Диаграмма ER-типа для связи типа 1:М варианта Н-ОПо аналогии легко составить диаграммы и для остальных вариантов.
Связи типа М:М – каждый преподаватель может вести несколько дисциплин, а каждая дисциплина может вестись несколькими преподавателями. Как и в случае других типов связей, для связи типа М:М возможны 4 варианта, отличающиеся классом принадлежности сущностей.
8.3.4 Связи типа М:М и вариант класса принадлежности О-Н
Допустим, что каждый преподаватель ведет не менее одной дисциплины, а дисциплина может вестись более чем одним преподавателем, есть и такие дисциплины, которые никто не ведет. Соответствующие этому случаю диаграммы приведены на рисунке рис. 8.7.
рис. 8.7 Диаграмма ER-экземпляров для связи типа М:М и вариант класса принадлежности О-Н. 
рис. 8.8 Диаграмма ER-типов для связи типа М : М и варианта О-Н.Выявление сущностей и связей между ними, а также формирование на их основе диаграмм ER-типа выполняется на начальных этапах метода сущность-связь. Рассмотрим этапы реализации метода.
Процесс проектирования базы данных является итерационным – допускающим возврат к предыдущим этапам для пересмотра ранее принятых решений и включает следующие этапы:
1. выделение сущностей и связей между ними;
2. построение диаграмм er-типа с учетом всех сущностей и их связей;
3. формирование на основе построенных ранее диаграмм er-типа набора предварительных отношений с указанием предполагаемого первичного ключа для каждого отношения;
4. добавление не ключевых атрибутов в отношения;
5. приведение предварительных отношений к нормальной форме Бойса-Кодда, например, с помощью метода нормальных форм;
6. пересмотр er-диаграмм в следующих случаях;
6.1. некоторые отношения не приводятся к нормальной форме Бойса-Кодда;
6.2. некоторым атрибутам не находится логически обоснованных, мест в предварительных отношениях.
После преобразования ER-диаграмм осуществляется повторное выполнение предыдущих этапов проектирования (возврат к этапу 1).
Одним из узловых этапов проектирования является этап формирования отношений. Рассмотрим процесс формирования предварительных отношений, составляющих первичный вариант схемы БД.
В рассмотренных выше примерах связь ВЕДЕТ всегда соединяет две сущности и поэтому является бинарной. Сформулированные ниже правила формирования отношений из диаграмм ER-типа распространяются именно на бинарные связи. Поэтому, когда речь идет о связях, слово "бинарные" далее опускается.
8.4 Правила формирования отношений
Правила формирования отношений основываются на учете следующего:
1. степени связи между сущностями (1:1, 1:М, М:1, М:М);
2. класса принадлежности экземпляров сущностей (обязательный и необязательный).
Рассмотрим формулировки шести правил формирования отношений на основе диаграмм ER-типа.
8.4.1 Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей обязательный
Если степень бинарной связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей обязательный, то формируется одно отношение. Первичным ключом этого отношения может быть ключ любой из двух сущностей.
На рис. 8.9 приведены диаграмма ER-типа и отношение, сформированное по правилу 8.4.1 на ее основе.
рис. 8.9 Диаграмма и отношения для правила 8.4.1На рис. 8.9 используются следующие обозначения:
Cl, C2 – сущности 1 и 2;
Kl, K2 – ключи первой и второй сущности соответственно;
Rl – отношение 1, сформированное на основе первой и второй сущностей;
Kl, K2,... означает, что ключом сформированного отношения может быть либо К1, либо К2.
8.4.2 Степень связи 1:1, класс принадлежности одной сущности обязательный, а второй – необязательный
Если степень связи 1:1 и класс принадлежности одной сущности обязательный, а второй – необязательный, то под каждую из сущностей формируется по отношению с первичными ключами, являющимися ключами соответствующих сущностей. Далее к отношению, сущность которого имеет обязательный КП, добавляется в качестве атрибута ключ сущности с необязательным КП.
На рис. 8.10 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 8.4.2 на ее основе.
рис. 8.10 Диаграмма и отношения для правила 8.4.28.4.3 Степень связи 1:1, класс принадлежности обеих сущностей – необязательный
Если степень связи 1:1 и класс принадлежности обеих сущностей является необязательным, то необходимо использовать три отношения. Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связным между первыми двумя, поэтому его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений.
рис. 8.11 Диаграмма и отношения для правила 8.4.3На рис. 8.11 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 8.4.3 на ее основе.
Сформулируем аналогичные два правила для вариантов, степень связи между сущностями которых 1:М. Если две сущности С1 и С2 связаны как 1:М, сущность С1 будем называть односвязной (1-связной), а сущность С2-многосвязной (М-связной). Определяющим фактором при формировании отношений, связанных этим видом связи, является класс принадлежности М-связной сущности. Так, если класс принадлежности М-связной сущности обязательный, то в результате применения правила получим два отношения, если необязательный – три отношения. Класс принадлежности односвязной сущности не влияет на результат.
8.4.4 Степень связи между сущностями 1:М (или М:1), класс принадлежности М-связной сущности обязательный
Если степень связи между сущностями 1:М (или М:1) и класс принадлежности М-связной сущности обязательный, то достаточно формирование двух отношений (по одному на каждую из сущностей). При этом первичными ключами этих отношений являются ключи их сущностей. Кроме того, ключ 1-связной сущности добавляется как атрибут (внешний ключ) в отношение, соответствующее М-связной сущности.
На рис. 8.12 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 8.4.4.
рис. 8.12 Диаграмма и отношения для правила 8.4.4.8.4.5 Степень связи 1:М (М:1)и класс принадлежности М-связной сущности – необязательный
Если степень связи 1:М (М:1)и класс принадлежности М-связной сущности является необязательным, то необходимо формирование трех отношений (рис. 8.13).
рис. 8.13 Диаграмма и отношение для правила 8.4.5
Два отношения соответствуют связываемым сущностям, ключи которых являются первичными в этих отношениях. Третье отношение является связным между первыми двумя (его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений).
При наличии связи М:М между двумя сущностями необходимо три отношения независимо от класса принадлежности любой из сущностей. Использование одного или двух отношений в этом случае не избавляет от пустых полей или избыточно дублируемых данных.
8.4.6 Степень связи М:М, независимо от класса принадлежности сущностей
Если степень связи М:М, то независимо от класса принадлежности сущностей формируются три отношения Два отношения соответствуют связываемым сущностям и их ключи являются первичными ключами этих отношений. Третье отношение является связным между первыми двумя, а его ключ объединяет ключевые атрибуты связываемых отношений.
На рис. 8.14 приведены диаграмма ER-типа и отношения, сформированные по правилу 8.4.6. В конспекте показан вариант с классом принадлежности сущностей Н-Н, хотя, согласно правилу 8.4.6, он может быть произвольным.
рис. 8.14. Диаграмма и отношения для правила 8.4.6.Аналогичные результаты получаются и для трех других вариантов, различающихся классами принадлежности их сущностей.
8.5 Методология IDEF1 (самостоятельное изучение)
Метод IDEF1, разработанный Т. Рэмей (T. Ramey), также основан на подходе П. Чена и позволяет построить модель данных, эквивалентную реляционной модели в третьей нормальной форме. В настоящее время на основе совершенствования методологии IDEF1 создана ее новая версия - методология IDEF1X. IDEF1X разработана с учетом таких требований, как простота изучения и возможность автоматизации. IDEF1X-диаграммы используются рядом распространенных CASE-средств (таких, как, ERwin, Design/IDEF).