Інформаційне моделювання в середовищі ERwin.. Звіт до лабораторної роботи з Системний аналіз. Робота № 528321

Інформаційне моделювання в середовищі ERwin.

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

КН

Кафедра:

Кафедра САПР

Інформація про роботу

Рік:

2016

Тип роботи:

Звіт до лабораторної роботи

Предмет:

Системний аналіз

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

ІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра САПР / Звіт до лабораторної роботи № 7 на тему: Інформаційне моделювання в середовищі ERwin. з курсу: “ Системний аналіз ” ЛЬВІВ – 2016 1. МЕТА РОБОТИ Мета роботи – ознайомитися та оволодіти інструментом уніфікованого представлення даних - моделлю "сутність-зв’язок”. 2. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНI ВIДОМОСТI 2.1 Призначення сутнісної моделі. Перш, ніж приступати до створення системи автоматизованої обробки інформації, розробник повинен сформувати поняття про предмети, факти і події, якими оперуватиме розроблювана система. Для того, щоб представлення ці поняття до однієї або іншої моделі даних, необхідно замінити їх інформаційними представленнями. Одним із найзручніших інструментів уніфікованого представлення даних, незалежного програмного забезпечення яке його реалізує, є модель "сутність-зв’язок” (entity - relationship model, ER - model). Призначення сутнісної моделі — у компактному і не створюючому різночитань представленні описати структуру предметної області. У даному випадку під структурою предметної області розуміється набір понять (об'єктів) предметної області і зв'язків між цими поняттями (об'єктами). Зауваження 2.1 Модель сутність-зв'язок не є моделлю даних оскільки не визначає операцій над даними і обмежується описом лише їхньої логічної структури. Модель "сутність-зв'язок була запропонована в 1976 р. Ченом (Chen) і отримала подальший розвиток у роботах Баркера (Barker). Нотація Чена надає багатий набір засобів моделювання даних, включаючи власне ERD, а також діаграми атрибутів і діаграми декомпозиції. 2.2 Степінь точності сутнісної моделі Критерієм виявлення "достатньої глибини" опису предметної області, тобто "значущості" концептуальних понять і/або фізичних об'єктів (основний/не основний), є критерій точності, що висувається до проектованої системи. Зв'язок між "глибиною" опису і критерієм точності лінійний: чим вищим є критерій точності, тим більша глибина опису, отже, тим вища відповідність сутнісної моделі і предметної області. Під критерім точності розуміється ступінь адекватності (точність) сутнісної моделі і предметної області, описуваною цією моделлю. Отже критерій точності, що пред'являється до проектованої системи, найефективныше все працює на етапі сутнісного моделювання. У процесі проектування і розробки інформаційної системи мають місце два види факторів, які впливають на критерій точності, — це технічні і політичні фактори. До технічних факторів звичайно відносять: Функціональні і технічні вимоги до проектованої системи; технічні вимоги, такі як тимчасові і кількісні обмеження; або функціональні вимоги, такі як обмеження точності. Досвід фахівця, задіяного у проектування системи: чим вище досвід, тим "відчуття" достатньої адекватності проектованої моделі і предметної області. Зауваження 2.2 Предметна область є частиною довкілля і тому носить аналоговий характер: повністю завершити процес декомпозиції фізичних об'єктів або концептуальних понять, як правило, не представляється можливим. Але, головне, подібна гіпердекомпозиція не має практичного сенсу, оскільки у результаті уточнення моделі зведеться до опису настільки дрібних об'єктів, що модель втратить свій первинний смисл — бути компактною. До політичних факторів звичайно відносять: Планований життєвий цикл (ЖЦ) проектованої системи: тривалість і траєкторія планованого ЖЦ напряму визначається планами компанії відносно проектованої системи, що у свою чергу впливає на характер бюджету проекту. Бюджет проекту, який має три складові: людські, часові і фінансові ресурси; бюджет проекту значно впливає на величину критерію точності. На величину критерію точності нелінійно впливають всі вищеперелічені фактори: збільшення кількості якого-небудь з них, як правило, підвищує критерій точності і навпаки, зменшення — знижує його, а підвищення критерію точності до проектованої системи автоматично тягне за собою підвищення витрат на розробку. Виходячи з цього можна констатувати нелінійний зв'язок між підвищенням критерію точності і вартістю розробки: зростання витрат перевищує зростання критерію точності. Характер зв'язку між вартістю розробки і критерієм точності у загальному випадку формально визначити не вдалося, але, як правило, в експертних оцінках різних методологів мовиться про експоненціальний характер даного зв'язку. 2.3 Елементи моделі. Будь-який фрагмент предметної області може бути представлений як множина сутностей, між якими існує певна множина зв'язків. ER-діаграма предметної області представляється множиною сутностей, атрибутів та зв’язків. Елементи кожної з цих множин представляються вузлами графа для яких ми використовуємо спеціальні форми для визначення їхнього виду: Множина сутностей представляється прямокутниками. Атрибути представляються овалами. Зв’язки представляються ромбами. Приклад 2.1 На Рис.2.1 представлена ER-діаграма, яка зображає просту базу даних про працівників. Набори сутностей - це Працівник, Посада і Відділ. / Рис. 2.1 Діаграма “сутність-зв’язок” для бази даних працівників Визначення 2.1 Сутність (entity) є безліччю множин реальних або абстрактних об'єктів (людей, подій, станів, ідей, предметів тощо), що володіють загальними атрибутами або характеристиками. Будь-який об'єкт системи може бути представлений лише однією сутністю, яка повинна бути унікально ідентифікована. При цьому ім'я сутності повинне відображати тип або клас об'єкту, а не його конкретний екземпляр (наприклад, МІСТО, а не ЛЬВІВ). Визначення 2.2 Набір сутностей (entity set) - множина сутностей одного типу (володіють однаковими властивостями). Приклади: всі люди, підприємства, свята тощо. Набори сутностей не обов'язково повинні не перетинатися. Наприклад, сутність, що належить до набору ЧОЛОВІКИ, також належить набору ЛЮДИ. Сутність фактично представляє з себе безліч атрибутів, які описують властивості всіх членів даного набору сутностей. Визначення 2.3 Множина значень (область визначення) атрибута називається доменом. Наприклад, для атрибута ВІК домен (назвемо його КІЛЬКІСТЬ_РОКІВ) задається інтервалом цілих чисел більших за нуль, оскільки людей з від’ємним віком не буває. Визначення 2.4 Звідси визначається ключ сутності - група атрибутів, така, що відображення набору сутностей у відповідну групу наборів значень є взаємооднозначним відображенням. Іншими словами: ключ сутності - це один або більше атрибутів які унікально визначають дану сутність. У нашому випадку ключем сутності СПІВРОБІТНИК є атрибут ТАБЕЛЬНИЙ_НОМЕР (звичайно, лише у тому випадку, якщо всі табельні номери на підприємстві унікальні). Визначення 2.5 Зв'язок (relationship) - це асоціація, встановлена між декількома сутностями. Приклад 2.3: оскільки кожний співробітник працює у якому-небудь відділі, між сутностями СПІВРОБІТНИК і ВІДДІЛ існує зв'язок "працює в" або ВІДДІЛ-ПРАЦІВНИК; оскільки один з працівників відділу є його керівником, то між сутностями СПІВРОБІТНИК і ВІДДІЛ існує зв'язок "керує" або ВІДДІЛ-КЕРІВНИК; можуть існувати і зв'язки між сутностями одного типу, наприклад зв'язок БАТЬКО - НАЩАДОК між двома сутностями ЛЮДИНА; Зауваження 1.3 У методиці проектування баз даних є своєрідне правило хорошого тону, згідно з яким сутності позначаються за допомогою іменників, а зв'язки - дієслівними формами. Зв'язок може мати атрибути. Наприклад, для зв'язку ВІДДІЛ-ПРАЦІВНИК можна задати атрибут СТАЖ_РОБОТИ_У_ВІДДІЛІ. Визначення 2.6 Роль сутності у зв'язку - функція, яку виконує сутність у даному зв'язку. Наприклад, у зв'язку БАТЬКО-НАЩАДОК сутність ЛЮДИНА може мати ролі "батько" і "нащадок". Вказання ролей у моделі "сутність-зв'язок не є обов'язковою і служить для уточнення семантики зв'язку. Визначення 2.7 Набір зв'язків (relationship set) - це відношення між n (причому n не менше 2) сутностями, кожна з яких відноситься до деякого набору сутностей. Поняття "зв'язок" і "набір зв'язків" різні (перша є елементом другого), їх, проте, часто вживають для позначення одного і того самого. Не претендуючи на академічну строгість, надалі також часто користуватимемося термінами "зв'язок" маючи на увазі "набір зв'язків" і "сутність" маючи на увазі "набір сутностей". У випадку n=2, тобто коли зв'язок об'єднує дві сутності, він називається бінарним. Доведено, що n-арний набір зв'язків (n>2) завжди можна замінити безліччю бінарних, проте перші краще відображають семантику предметної області. Визначення 2.8 Кількість сутностей, які можна асоціювати через набір зв'язків з іншим сутностями, називають степінню зв'язку. Розгляд степенів особливо корисно для бінарних зв'язків. Можуть існувати наступні степені бінарних зв'язків: один до одного (позначається 1:1). Це означає, що в такому зв'язку сутності з однією роллю завжди відповідає не більше однієї сутності з іншою роллю. У розглянутому прикладі це зв'язок "керує", оскільки у кожному відділі може бути лише один начальник, а співробітник може керувати лише в одному відділі. Даний факт представлений на Рис. 2.2, де прямокутники позначають сутності, а ромб - зв'язок. Оскільки степінь зв'язку для кожної сутності дорівнює 1, то вони з'єднуються однією лінією. / Рис. 2.2 Приклад графічної побудови зв’язку один-до-одного Іншою важливою характеристикою зв'язку крім його степені є клас належності сутностей які до нього входять. Оскільки у кожному відділі обов'язково повинен бути керівник, то кожній сутності "ВІДДІЛ" неодмінно повинна відповідати сутність "СПІВРОБІТНИК". Проте, не кожний співробітник є керівником відділу, відповідно у даному зв'язку не кожна сутність "СПІВРОБІТНИК" має асоційовану з нею сутність "ВІДДІЛ". Таким чином, говорять, що сутність "СПІВРОБІТНИК" має обов'язковий клас належності (цей факт є також вказівкою інтервалу кількості можливих входжень сутності у зв'язок, у даному випадку це 1,1), а сутність "ВІДДІЛ" має необов'язковий клас належності (0,1). Тепер даний зв'язок ми можемо описати як 0,1:1,1. Надалі клас належності бінарних зв'язків степені 1 будемо позначати наступним чином: / Рис. 2.3 Приклад позначення бінарних зв’язків степені 1 один до багатьох (1:n). У даному випадку сутності з однією роллю може відповідати будь-яка кількість сутностей з іншою роллю. Таким є зв'язок ВІДДІЛ-СПІВРОБІТНИК. У кожному відділі може працювати довільна кількість співробітників, але співробітник може працювати лише в одному відділі. Графічно степінь зв'язку n відображається "деревоподібною” лінією, як це зроблено на Рис 2.4. / Рис. 2.4 Приклад графічної побудови зв’язку один-до-багатьох Даний рисунок додатково ілюструє той факт, що між двома сутностями може бути визначено декілька наборів зв'язків. Тут також необхідно враховувати клас належності сутностей. Кожний співробітник повинен працювати у якому-небудь відділі, але не обов’язково кожний відділ (наприклад, щойно сформований) повинен включати хоча б одного співробітника. Тому сутність "ВІДДІЛ" має обов'язковий, а сутність "СПІВРОБІТНИК" необов'язковий класи належності. Степінь зв’язку бінарних зв'язків степені n будемо позначати наступним чином: / Рис. 2.5 Приклад позначення бінарних зв’язків степені n багато до одного (n:1). Цей зв'язок аналогічний відображенню 1:n. Припустимо, що представлення нами підприємство будує свою діяльність на підставі контрактів, що підприємство, яке ми розглядаємо, будує свою діяльність на основі контрактів, які укладаються із замовниками. Цей факт відображається у моделі "сутність-зв'язок” (Рис.2.5) за допомогою зв'язку КОНТРАКТ-замовник, який об'єднує сутності КОНТРАКТ(НОМЕР, ТЕРМІН_ВИКОНАННЯ, СУМА) і ЗАМОВНИК(НАЗВА, АДРЕСА). Оскільки з одним замовником може бути укладено більше одного контракту, то зв'язок КОНТРАКТ-замовник між цими сутностями матиме степінь n:1. / Рис. 2.5 Приклад графічної побудови зв’язку багато-до-одного У даному випадку, по представлення очевидних міркуваннях (кожний контракт укладений представлення конкретним замовником, а кожний замовник має хоча б один контракт, інакше він не був би таким), кожне представлення має обов'язковий клас приналежності. багато до багатьох (n:n). У цьому випадку кожне з асоційованих сутностей може бути представлена будь-якою кількістю екземплярів. Нехай на підприємстві для виконання кожного контракту створюється робоча група, у яку входять співробітники різних відділів. Оскільки кожний співробітник може входити в кілька (у тому числі і в жодну) робочих груп, а кожна група повинна включати не менше одного співробітника, то зв'язок між сутностями СПІВРОБІТНИК і РОБОЧА_ГРУПА має степінь n:n (Рис.2.6.). / Рис. 2.6 Приклад графічної побудови зв’язку багато -до-багатьох Визначення 2.9 Якщо існування сутності x залежить від існування сутності у, то x називається залежною сутністю (інколи сутність x називають "слабкою", а сутність у – “сильною”). Приклад 2.5 Розглянемо зв'язок між раніше описаними сутностями РОБОЧА_ГРУПА і КОНТРАКТ. Робоча група створюється лише після того, як буде підписаний контракт із замовником, і припиняє своє існування по виконанню контракту. Таким чином, сутність РОБОЧА_ГРУПА є залежною від сутності КОНТРАКТ. Залежна сутність позначається подвійним прямокутником, а її зв'язок із сильною сутністю лінією із стрілкою: / Рис. 2.7 Приклад графічної побудови сильної та залежної сутності та зв’язок між ними. Зауваження 2.4 Степінь зв'язку для сильної сутності завжди буде (1,1). Клас належності і степінь зв'язку для залежної сутності можуть бути будь-якими. Припустимо, наприклад, що розглянуте нами підприємство користується декількома банківськими кредитами, які представляються набором сутностей КРЕДИТ(НОМЕР_ДОГОВОРА, СУМА, ТЕРМІН_ПОГАШЕННЯ, БАНК). По кожному кредиту повинні здійснюватися виплати процентів і платежі у рахунок його погашення. Цей факт представляється набором сутностей ПЛАТІЖ(ДАТА, СУМА) і набором зв'язків "здійснюється по". У тому випадку, коли отримання запланованого кредиту відміняється, інформація про нього повинна бути видалена з бази даних. Відповідно, повинні бути видалені і всі відомості про планові платежі по цьому кредиту. Таким чином, сутність ПЛАТІЖ залежить від сутності КРЕДИТ. / Рис. 2.8 Приклад графічного представлення залежності сутностей 2.4. Категоризація сутності Сутність може бути розділена і представлена у вигляді двох або більше сутностей-категорій, кожна з яких має загальні атрибути і/або відносини, які визначаються одноразово на верхньому рівні і наслідуються на нижньому. Сутності-категорії можуть мати і свої власні атрибути і/або відносини, а також, у свою чергу, можуть бути декомпоновані своїми сутностями-категоріями на наступному рівні. Розщеплювана на категорії сутність отримала назву загальної сутності (зауважимо, що на проміжних рівнях декомпозиції одна і та ж сутність може бути як загальною сутністю, так і сутністю-категорією). Для демонстрації декомпозиції сутностей на категорії використовуються діаграми категоризації. Така діаграма містить загальну сутність, дві і більше сутностей-категорій і спеціальний вузол-дискримінатор, який описує способи декомпозиції сутності (див. hис. 2.9). / Рис. 2.9 Діаграма категоризації Існує 4 можливі типи дискримінаторів (рис.2.9): Повне і обов'язкове входження E/M (exclusive/mandatory) – сутність повинна бути однією і лише однією з випливаючих категорій. Для прикладу на рис. 5.4 це означає, що ВИКЛАДАЧЕМ є ФІЗИК, або ХІМІК, або МАТЕМАТИК. Повне і необов'язкове входження E/O (exclusive/optional) - сутність може бути однією і лише однією з випливаючих категорій. Це означає, що ВИКЛАДАЧЕМ є ФІЗИК, або ХІМІК, або МАТЕМАТИК, або викладач якої-небудь іншої дисципліни (наприклад, ІСТОРИК). Неповне і обов'язкове входження I/M (inclusive/mandatory) - сутність повинна бути принаймні однією з випливаючих категорій. Це передбачає у доповнення до 1) задавати наступну ситуацію: ВИКЛАДАЧЕМ є одночасно і ФІЗИК і ХІМІК. Неповне і необов'язкове входження I/O (inclusive/optional) - сутність може бути принаймні однією з випливаючих категорій. У доповнення до 2) ВИКЛАДАЧЕМ є викладач якої-небудь іншої дисципліни (наприклад, ІСТОРИК). / Рис 2.10 Типи дискримінаторів. 2.5. Побудова моделі Дуже важливою властивістю моделі "сутність-зв'язок є те, що вона може бути представлена у вигляді графічної схеми. Це значно полегшує аналіз предметної області. Існує декілька варіантів позначення елементів діаграми " сутність -зв'язок, кожний з яких має свої позитивні риси. Ми використовуватимемо певний гібрид нотацій Чена (позначення представлення, зв'язків і атрибутів) і Мартіна (позначення степенів і класу належності зв’язків). У процесі побудови діаграми можна виділити декілька очевидних етапів: Ідентифікація сутностей і зв'язків, які викликають інтерес. Ідентифікація семантичної інформації у наборах зв'язків (наприклад, чи є деякий набір зв'язків відображенням 1:n). Визначення класу належності зв'язків. Визначення атрибутів і наборів їх значень (доменів). Організація даних у вигляді відношень "сутність-зв'язок. Як приклад розглянемо діаграму, яка відображає зв'язок даних для підсистеми обліку персоналу підприємства. Перший етап є визначальним при побудові моделі, його початковою інформацією виступає вміст сховищ даних, який визначається його вхідними та вихідними потоками даних. Виділяються сутності і зв'язки, які нас цікавлять: Перш за все підприємство складається з відділів, у яких працюють співробітники. Оклад кожного співробітника залежить від посади яку той займає (інженер, провідний інженер, бухгалтер, прибиральник тощо). Далі припустимо, що на нашому підприємстві допускається суміщення посад, тобто кожний співробітник може мати більше ніж одну посаду (і працювати більше ніж в одному відділі), причому може займати неповну ставку. У той же час, одну і ту ж посаду можуть займати одночасно декілька співробітників. У результаті цих міркувань ми повинні ввести набори сутностей ВІДДІЛ(НАЗВА_ВІДДІЛУ) СПІВРОБІТНИК(ТАБЕЛЬНИЙ_НОМЕР, ІМ'Я) ПОСАДА(ІМ’Я_ПОСАДИ, ОКЛАД) і набір зв'язків ПРАЦЮЄ_В із атрибутом ставка між ними. Атрибут ставка може приймати значення з інтервалу ]0,1] (більше нуля, але менше або дорівнює одиниці), він визначає яку частину посадового окладу отримує даний співробітник. / Рис. 2.11 Етап побудови моделі предметної області 3. ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ За допомогою BPWin розробити модель в стандарті IDEF3 для міжміських вантажних перевезень Результуюча діаграма предметної області Висновок: На даній лабораторній роботі я ознайомився та оволодів інструментом уніфікованого представлення даних - моделлю "сутність-зв’язок”.

Звіт до лабораторної роботи Системний аналіз

eeeee9999913

23.05.2016 20:05-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись