Логическая модель базы данных для информационной системы племенного учета в молочном козоводстве

1

shkolanauki.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

shkolanauki.ru

Логическая модель базы данных для информационной системы племенного учета в молочном козоводстве

Катков К.А.

В работе рассмотрены вопросы создания логической модели базы данных, используемой в информационной системе учета животных. Проанализирована предметная область молочного козоводства. Выделены сущности и определена их иерархия. Установлены связи между сущностями и проведена нормализация модели. При моделировании использовалась технология IDEF1X. В результате была получена полная атрибутивная модель базы данных, включающая в себя все сущности и атрибуты, выделенные в процессе исследования предметной области. Определены ключевые атрибуты, представленные первичными и внешними ключами. Разработанная логическая модель является основой для создания физической модели базы данных, ориентированной на конкретную систему управления базами данных.

Ключевые слова: база данных, первичный ключ, внешний ключ, сущность, атрибут, связь, козоводство, логическая модель, зоотехнический учет.

Современные информационные технологии нашли свое применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Очевидно, что своими успехами отечественное сельское хозяйство не в последнюю очередь обязано применению передовых методов, в том числе широкому использованию информационных систем. Одной из отраслей сельского хозяйстве, где активно применяются информационные технологии является животноводство.

Для любой отрасли животноводства приоритетной задачей является селекционная работа. Применение в такой работе информационных технологий позволит использовать математические методы для сбора, хранения, накопления и анализа генетической информации, технической информации об условиях обитания животных. В СевероКавказском федеральном научном аграрном центре (г. Михайловск) разрабатывается информационновычислительная система (ИВС) племенного и зоотехнического учета в молочном козоводстве. Данная система, используя полные данные о бонитировке племенных коз молочного направления [1, с.7], позволит провести оценку и прогнозирование продуктивности животных. Методика оценки коз молочной породы подробно описана в [2, с 38]. Целью разрабатываемой ИВС является автоматизация учета животных, племенной и селекционной работы, а также информационного обмена между различными хозяйствами, лабораториями, государственными органами и другими организациями. В перспективе использование такой системы, по нашему мнению, позволит резко повысить качество производимой продукции.

Ядром любой информационной системы, как правило, является база данных, содержащая полную и непротиворечивую информацию обо всех объектах исследуемой предметной области [3, с. 907]. Разрабатываемая ИВС племенного и зоотехнического учета также предполагает наличие в своем составе базы данных (БД), в которой будет храниться информация о поголовье учитываемых животных. Предметной областью данной БД будет являться поголовье молочных коз, козлов и их потомков (козлят).

Целью данной статьи является разработка концептуальной модели БД, используемой в ИВС племенного и зоотехнического учета. В данной работе в качестве инструмента моделирования использовался пакет CA ERwin Data Modeler.

Основными элементами логической модели являются сущности, их атрибуты и связи между сущностями [4, с. 32]. Определим сущности разрабатываемой БД. Очевидно, что все взрослые особи делятся по половому признаку на козлов и коз. Далее необходимо разделять взрослых и молодых животных. Взрослые особи в свою очередь также делятся на группы по своему назначению. Все это позволяет выбрать иерархическую модель базы данных для разрабатываемой информационной системы.

В козоводстве, согласно [5, с. 63], принято разделять козлов по назначению: козлы-производители, проверенные по потомству; козлы-производители, проверяемые по потомству; ремонтные козлы. Козы в свою очередь также делятся по назначению на: козоматок и ремонтных коз. При этом следует учитывать, что одна и та же особь не может одновременно принадлежать к разным группам назначения животных, но может мигрировать из одной группы в другую.

На первом, верхнем уровне, будут находиться сущности «Назначение козла» и «Назначение козы». Данные сущности будут иметь только по одному одноименному атрибуту. Значениями этого атрибута для сущности «Назначение козла» будут: «Козел-производитель Проверенный», «Козел-производитель Проверяемый», «Козел Ремонтный», «Козлик». В сущности «Назначение козы» одноименный атрибут будет принимать значения: «Козоматка», «Коза Ремонтная», «Козочка».

С родительской сущностью «Назначение козла» должна быть связана дочерняя сущность «Козел». Ключевым атрибутом в сущности «Козел» будет индивидуальный номер животного. На диаграмме этот атрибут обозначен как «Инд номер». Атрибут «Назначение козла» является внешним ключом (FK) к родительской сущности. Связь между сущностями «Назначение козла» и «Козел» является идентифицирующей. Тип связи - «один ко многим». Аналогично, с родительской сущностью «Назначение козы» связана дочерняя сущность «Коза» с ключевым атрибутом «Инд номер». Фрагмент ER-диаграммы с описанными сущностями представлен на рис. 1.

Для неключевых атрибутов сущностей «Козел» и «Коза» возможно значение «NULL» [6, с 132]. Данные атрибуты представлены на рис.1.

В сущность «Козел» включены только общие для всех особей атрибуты. В то же время каждая группа козлов, определенная сущностью «Назначение козла», характеризуется своим отдельным набором атрибутов. Кроме этого имеет смысл разделить взрослых козлов и козликов. Таким образом, можно построить иерархию наследования к сущности «Козел» двух новых категориальных сущностей Атрибут «Назначение козла» будет являться дискриминатором, т.е. атрибутом родового предка, который показывает, как отличить одну категориальную сущность от другой.

«Взрослый козел» и Козлик» (рис.2). Внешние ключи в «Козел» добавляется только один атрибут «Живая масса сущностях «Взрослый козел» и Козлик» мигрируют из при рождении». Набор атрибутов сущности «Взрослый родительской сущности «Козел». В сущность «Козлик» к козел» добавляется следующим: «Экстерьер», «Тип телообщим для всех атрибутам, определенным в сущности сложения», «Класс», «Наличие потомства» (рис.2).

1

shkolanauki.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

shkolanauki.ru

Рис. 1 - Фрагмент ER-диаграммы с сущностями «Назначение козла», «Назначение козы» и дочерними сущностями «Козел» и «Коза»

1

shkolanauki.ru

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

shkolanauki.ru

Рис. 2 - Фрагмент ER -диаграммы с иерархией наследования

Аналогичные построения можно провести для сущности «Коза». Категориальными сущностями к родительской сущности «Коза» будут две новых сущности «Взрослая коза» и «Козочка». Эти две сущности определяют еще одну иерархию наследования в проектируемой базе данных. В сущности «Козочка» добавляется только один атрибут «Живая масса при рождении». Общий набор атрибутов, характерный для взрослых коз более обширен [1, с.5] (рис.2).

Как указывалось выше, взрослые козлы могут быть: производителями, проверенными по потомству; производителями, проверяемыми; ремонтными. Взрослые козы, в свою очередь , разделяются на козоматок и ремонтных. Поэтому имеет смысл построить следующий уровень иерархии наследования к родительской сущности «Взрослый козел» трех новых категориальных сущностей: «Козелпроизводитель Проверенный», «Козел-производитель Проверяемый» и «Козел Ремонтный». К родительской сущности «Взрослая коза» построим две категориальные сущности «Козоматка» и «Коза Ремонтная».

Набор атрибутов для этих вновь создаваемых сущностей представлен в таблицах 1 и 2. Знаком «+» в соответствующих ячейках этих таблиц отмечены те атрибуты, которые характеризуют конкретную сущность.

Окончательно ER-диаграмма логической модели базы данных для создаваемой информационной системы учета поголовья коз будет выглядеть так, как показано на рис. 3.

Все сущности связаны между собой связями типа «один ко многим». Связи в иерархиях между родительскими и категориальными сущностями также имеют тип «один ко многим» с той лишь разницей, что эта связь может принимать значения 0 или 1 (значок Z на диаграмме).

Представленная логическая модель позволяет провести зоотехнический учет животных, разделяя их по назначению. При этом следует помнить, что каждая особь на протяжении своей жизни может переходить из одного типа назначения в другой. логическая модель учет животное

Рис. 3. Логическая модель базы данных зоотехнического учета животных

Заключение

Проведенный анализ предметной области позволил выделить 13 сущностей. Наличие общих атрибутов для различных назначений животных позволило построить иерархию наследования сущностей. Все связи между сущностями имеют тип «один ко многим». Подобная структура базы данных позволит учесть данные о бонитировке и проследить родословную козлят. Также наличие полных данных позволит формировать отчеты для обмена информацией между лабораториями, государственными органами и другими организациями с использованием современных информационных технологий.

Представленная логическая модель базы данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией систему управления базой данных (СУБД). Данная модель включает в себя все сущности предметной области, все атрибуты и является наиболее детальным представлением структуры данных. Данные представлены в третьей нормальной форме, поэтому можно сказать, что представленная модель является полной атрибутивной моделью. Следующим этапом исследований является создание физической модели базы данных с привязкой к конкретной СУБД.

Литература

1. Новопашина С.И., Санников М.Ю. О нормах оценки коз молочных пород // Сборник научных трудов ВНИИОК - филиал ФГБНУ «Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр», 2017. Т.2. Вып. 10. С. 37 - 41.

2. Катков К.А., Пашинцев В.П., Катков Е.К. Информационная система мониторинга ионосферы // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Социальные, гуманитарные, медико-биологические науки. 2016. Т. 18. № 2. С. 907 - 912.

3. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологии баз данных. М.: Финансы и статистика, 2002. 800 с.

4. Орехов А.А. Продуктивное козоводство. М.: Колос, 1974. 222 с.

5. Кузнецов С.Д. Основы баз данных. 2-е изд. М.: Интернет-университет информационных технологий. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 484 с.

Размещено на Allbest.ru