Концептуальное моделирование фактографических баз данных

Первоначально в теории БД основное внимание уделялось средствам эффективной организации данных и манипулирования ими. В результате возникли три основные модели данных: иерархическая, реляционная и сетевая. При этом явно или неявно предполагалось, что предложенные средства достаточно универсальны для представления знаний или информации о любых предметных областях. Так, и сегодня приверженцы получившей наибольшее распространение реляционной модели зачастую утверждают, будто табличная форма представления данных является наиболее удобной и интуитивно понятной проектировщику.

Однако проектирование базы данных в терминах этих моделей часто сводится к очень сложному и неудобному для проектировщика процессу, поскольку эти модели не содержат достаточных средств представления смысла данных. Семантика реальной предметной области должна независимым от модели способом представляться в сознании проектировщика. Такое положение вещей приводит к замедлению процесса разработки БД и является источником потенциальных ошибок.

По этой причине в последние годы получило развитие направление, являвшееся предметом активных исследований в конце 70-х - начале 80-х годов, - семантическое, или концептуальное, моделирование в базах данных. Его основная цель - организация интерфейса проектировщика, а также конечного пользователя с информационной системой на уровне представлений о предметной области (ПО), а не на уровне структур данных. Интерес к этому направлению возрос в связи с развитием средств автоматизированного проектирования БД на основе CASE-технологий.

В настоящее время определился основной подход к решению задач семантического моделирования в базах данных. Он заключается в выделении двух уровней моделирования: уровня концептуального моделирования ПО и уровня моделирования собственно базы данных.

На верхнем уровне осуществляется переход от неформализованного описания ПО и информационных потребностей конечного пользователя к их формальному выражению с помощью специальных языковых средств. На нижнем - преобразование концептуальной модели ПО в схему БД и нормализация схемы БД.

Таким образом, цель моделирования данных состоит в обеспечении разработчика ЭИС концептуальной схемой базы данных в форме одной модели или нескольких локальных моделей, которые относительно легко могут быть отображены в любую систему баз данных. В настоящее время концептуальная модель БД чаще всего описывается в виде ER-модели, основными понятиями которой являются сущности и связи.

Модель данных описывается в виде диаграммы «сущность-связь» (ER-диаграммы), которая представляет собой набор множества объектов и их характеристик, а также взаимосвязей между ними, нужных для выявленных данных, которые в дальнейшем используются функциями проектируемой системы.

Сущность – представляет собой множество экземпляров реальных или абстрактных объектов, которые обладают общими свойствами (атрибутами).

Отношение – связь между двумя и более сущностями.

Независимая сущность – представляет независимые данные.

Зависимая сущность– представляет данные, которые зависят от других сущностей.