Инфологическая модель представляет собой описание предметной области, основанное на анализе семантики объектов и явлений, выполненное без ориентации на использование в дальнейшем программных или технических компьютерных средств.

Термин "инфологическая" в данном случае означает модель, ориентированную на человека; речь идет о средстве для выражения и передачи понимания того, что собой представляет предметная область базы данных.

Инфологическая модель для базы данных "Библиотека" проектировалась, как модель "Сущность-связь".

Семантическую основу ER-модели составляют следующие предположения:

1. та часть реального мира (совокупность взаимосвязанных объектов), сведения о которых должны быть помещены в базу данных, может быть представлена как совокупность сущностей;

2. каждая сущность обладает характеристическими свойствами (атрибутами), отличающими ее от других сущностей и позволяющими ее идентифицировать;

3. сущности можно классифицировать по типам сущностей: каждый экземпляр сущности (представляющий некоторый объект) может быть отнесен к классу - типу сущностей, каждый экземпляр которого обладает общими для них и отличающими их от сущностей других классов свойствами;

4. систематизация представления, основанная на классах, в общем случае предполагает иерархическую зависимость типов: сущность типа А является подтипом сущности В, если каждый экземпляр типа А является экземпляром сущности типа В;

5. взаимосвязи объектов могут быть представлены как связи - сущности, которые служат для фиксирования (представления) взаимозависимости двух или нескольких сущностей.

Любой объект предметной области обладает свойствами, часть из которых выделяется как характеристические - значимые с точки зрения прикладной задачи. При этом, например, в процессе анализа и систематизации предметной области обычно выделяются классы - совокупности объектов, обладающих одинаковым набором свойств, задаваемых в виде наборов атрибутов (значения атрибутов для объектов одного класса, естественно, могут различаться). Соответственно, на уровне представления предметной области (т.е. ее мифологической модели) объекту, рассматриваемому как понятие (объект в сознании человека), соответствует понятие сущность; объекту, как части материального мира (и существующему независимо от сознания человека), соответствует понятие экземпляр сущности; классу объектов соответствует понятие тип сущности.

В дальнейшем, поскольку в инфологической модели рассматриваются не отдельные экземпляры объектов, а классы, мы не будем различать соответствующие понятия этих двух уровней, т.е. будем предполагать тождественность понятий объект и сущность, свойство объекта и свойство сущности.

ER-модель, как описание предметной области, должна определить объекты и взаимосвязи между ними, т.е. установить связи следующих двух типов.

1. Связи между объектами и наборами характеристических свойств, и таким образом определить сами объекты.

2. Связи между объектами, задающие характер и функциональную природу их взаимозависимости.

ER-моделирование предметной области базируется на использовании графических диаграмм, как простого (привычного), наглядного и в то же время информативного и многоаспектного способа отображения компонентов проекта.

Сущность. Сущность, с помощью которой моделируется класс однотипных объектов, определяется как "предмет, который может быть четко идентифицирован". Так же как каждый объект уникально характеризуется набором значений свойств, сущность должна определяться таким набором атрибутов, который позволял бы различать отдельные экземпляры сущности. Каждый экземпляр сущности должен быть отличим от любого другого экземпляра той же сущности. Сущность имеет имя, уникальное в пределах модели. При этом имя сущности - это имя типа, а не некоторого конкретного экземпляра.

Сущности подразделяются на сильные и слабые. Сущность является слабой, если ее существование зависит от другой сущности - сильной по отношению к ней.

Свойства. Природа свойства, как характер связи свойства с сущностью (объектом), может быть различной. Рассмотрим основные виды свойств.

Свойство может быть множественным или единичным - т.е. атрибут, задающий свойство, может одновременно иметь несколько значений или, соответственно, только одно. Свойство может быть простым (не подлежащим дальнейшему делению с точки зрения прикладных задач) или составным - если его значение составляется из значений простых свойств. В некоторых случаях полезно различать базовые и производные свойства.

Если наличие некоторого свойства для всех экземпляров сущности не является обязательным, то такое свойство называется условным.

Значения свойств могут быть постоянными - статическими или динамическими, т.е. меняться со временем. Свойство может быть неопределенным, если оно является динамическим, но его текущее значение еще не задано.

Свойство может рассматриваться как ключевое, если его значение уникально и, возможно, в определенном контексте, однозначно идентифицирует сущность.

Связи. Кроме связей между объектом и его свойствами, инфологическая модель отражает связи между объектами разных классов. Связь определяется как "ассоциация, объединяющая несколько сущностей".

Эта ассоциация всегда может существовать между разными сущностями или между сущностью и ею же самой (рекурсивная связь).

Как и сущность, связь является типовым понятием, т.е. все экземпляры связываемых сущностей подчиняются правилам связывания типов. Сущности, объединяемые связью, называются участниками. Степень связи определяется количеством участников связи.

Если каждый экземпляр сущности участвует, по крайней мере, в одном экземпляре связи, то такое участие этой сущности называется полным (или обязательным); в противном случае - неполным (или необязательным).

Количественный характер участия экземпляров сущностей (один или многие) задается типом связи (или мощностью связи). Возможны следующие типы: "один к одному" (1:

1), "один ко многим" (1: М), "многие к одному" (М:

1), "многие ко многим" (М: М).

Следует отметить, что инструмент связей - это средство представления сложных объектов, каждый из которых может рассматриваться как множество некоторым образом взаимосвязанных простых объектов. Деление на простые и сложные объекты, также как и характер взаимосвязи, является условным и определяется особенностями анализа предметной области, т.е. в конце концов - характером использования данных о предметах в решаемых прикладных задачах.

Как отмечалось ранее, одна из основных целей семантического моделирования состоит в том, чтобы результаты анализа предметной области были отражены в достаточно простом, наглядном, но в то же время формализованном и достаточно информативном виде.

В этом смысле ER-диаграмма является очень удачным решением. В ней сочетаются функциональный и информационный подходы, что позволяет представлять как совокупность выполняемых функций, так и отношения между элементами системы, задаваемые структурами данных. При этом графическая форма позволяет отобразить в компактном виде (за счет наглядных условных обозначений) типологию и свойства сущностей и связей, а формализмы, положенные в основу ER-диаграмм, позволяют использовать на следующем шаге проектирования логической структуры базы данных строгий аппарат нормализации.

Выделим основные сущности:

сущность "Книги"

сущность "Список читателей"

сущность "Выдача книг"

Сущность "Книги" содержит информацию о всех книгах, имеющихся в библиотеке. Отдельный экземпляр этой сущности содержит информацию только об одной книге. Сущность "Выдача книг" содержит информацию о конкретной книге, о том кто её взял, когда взял и когда вернет книгу. Между сущностью "Книги" и сущностью "Выдача книг" существует связь типа "1: М", которая означает, что любая книга которая находиться в прокате является обязательным по отношению к сущности "Книги". Сущность "Список читателей" содержит информацию о читателях. Отдельный экземпляр этой сущности содержит информацию об одном читателе. Существует связь между сущностью "Список читателей" и сущностью "Выдача книг" типа "1: М", обязательная со стороны сущности "Список читателей" (каждому экземпляру сущности "Список читателей" обязательно соответствует читатель и причем только один).

Определим ключи - уникальные идентификаторы экземпляров каждой сущности: для сущности "Книги" - это шифр книги (Шифр), для сущности "Выдача книг" - шифр выдачи (Ш_выдачи), для сущности "Список читателей" - идентификационный номер (ID номер).

Рисунок 2. Инфологическая модель предметной области "Библиотека"

1.4 Даталогическое проектирование базы данных