Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

1

Modelowanie informacji

1. Diagram obiektów i związków (DOZ)
2. Szczegółowa specyfikacja obiektów,

atrybutów i związków

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

2

Metodyki strukturalne

• IE (Information Engineering) – Martin 1990
• MERISE - Quang, Kastler - 1989
• SSADM (Structured Systems Analysis
• and Design Method) - 1990
• CASE*Method (

Computer Aided Systems/Software

Engineering) - 1990

• MEIN (Metodologica Informatica) – 1991

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

3

Cel modelowania informacji

• Uzyskanie dokładnego opisu potrzeb

informacyjnych organizacji,

– jako podstawy do budowy nowej
– lub modyfikacji istniejącej bazy danych systemu

informatycznego

• Uzyskanie modelu niezależnego od

konkretnych metod pamiętania i dostępu do

danych,

– umożliwiającego podejmowanie decyzji w zakresie

• dostępnych technik implementacji
• i współistnienia z innymi systemami

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

4

Przedmiot modelowania

Informacje gromadzone w organizacji, reprezentujące

wiedzę:

• organizacji o niej samej i otaczającym ją świecie,
• o aktualnym stanie organizacji,
• o zdarzeniach, które miały miejsce w przeszłości,
• o planach na przyszłość,
• przepisach i normach, które jest ona zobowiązana

przestrzegać

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

5

Etapy tworzenia baz danych

Konstrukcja modelu konceptualnego

mini świata

Transformacja modelu konceptualnego

do schematu logicznego

Proces normalizacji

Wybór struktur fizycznych i określenie

metod dostępu do danych

Strojenie bazy danych

Mini świat

DO-Z

Relacje

Relacje
znormalizowane

Fizyczne struktury
danych

Zwiększanie
efektywności
przetwarzania

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

6

Model konceptualny danych – diagram

związków encji (DO-Z)

Przedstawia koncepcję opisu dziedziny przedmiotowej

dla ustalonego zakresu systemu informacyjnego,
czyli zidentyfikowanych wymagań informacyjnych

Podstawowe pojęcia w modelu
• obiekt (encja)
• atrybut
• związek

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

7

Ontologiczna definicja obiektu

X=<x,p(x)>

X – obiekt
x – byt
p(x) – skończona kolekcja właściwości bytu

[Bunge M.]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

8

Ontologiczna definicja powiązania

Dwa obiekty są powiązane ,
jeśli przynajmniej jeden z nich działa na drugi

X działa na Y, jeśli historia Y jest pod wpływem X

Historia – chronologicznie uporządkowane stany,
które byty przechodzą w czasie.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

9

Definicja encji, typu encji, wystąpienia

encji

• Encja przedstawia obiekt, który jest istotny dla

organizacji, który może być materialny lub
abstrakcyjny.

• Typ encji (obiektu) przedstawia zbiór lub klasę encji

(obiektów) danej organizacji o takiej samej
charakterystyce.

• Wystąpienie encji (obiektu) przedstawia indywidualną

encję (obiekt) w organizacji, która jest członkiem
zbioru lub klasy encji (obiektów).

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

10

[CASE*Method]

Encja to istotna rzecz, rzeczywista lub wyobrażona,
o której informacje muszą być znane lub przechowywane.

PRACOWNIK

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

11

Atrybut encji

• Atrybut jest właściwością encji.
• Typ atrybutu przedstawia zbiór lub klasę

właściwości encji, które opisują typ encji.

• Atrybuty encji typu OSOBA, np. nazwisko, adres,

numer ubezpieczenia.

• Wartość atrybutu przedstawia własność wystąpienia

encji, np. wiek „25”, nazwisko „Kowalski” konkretnej
osoby.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

12

[

CASE*Method

]

Atrybut - szczegół, który służy do kwalifikowania, identyfikacji,
klasyfikacji, wyrażenia wielkości lub stanu encji.
Stanowi istotną cechę obiektu.
Określony za pomocą: tekstu, liczby, obrazu, zapachu itd..

PRACOWNIK

# numer karty
* nazwisko
* wiek
o adres

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

13

Unikalny identyfikator encji

• Jednoznacznie wyróżnia encję w zbiorze encji.
• W najprostszej postaci jest atrybutem.
• Może być też skonstruowany z:

– atrybutów
– związków
– kombinacji atrybutów i związków

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

14

Atrybut złożony

Atrybut „adres” jest złożony z elementarnych danych:
- miejscowość
- kod pocztowy
- ulica
- numer domu

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

15

Atrybut wyliczeniowy?

• atrybut, którego wartość nie jest wprowadzana przez
użytkownika – musi być obliczona

Np..: liczba biletów, której wartość jest obliczana jako liczba
wystąpień encji BILET

W zależności od rodzaju bazy danych wartość takiego
atrybutu będzie obliczana lub przeliczana
1. podczas użycia tego atrybutu
2. podczas zmiany jego wartości

Analityk, definiując funkcję elementarną, powinien określić
warunki i sposób obliczania wartości takiego atrybutu za
pomocą logiki funkcji

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

16

Związki

• Związek przedstawia istotne dla organizacji

połączenie między encjami (obiektami).

• Typ związku przedstawia istotne dla organizacji

połączenie między typami encji (obiektów).

• Wystąpienie związku przedstawia istotne dla

organizacji połączenie między wystąpieniami encji
(obiektów).

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

17

Rodzaje związków

Ze względu na liczbę wiązanych typów encji (obiektów)

wyróżnia się rodzaje związków:

• unarny - związek rekurencyjny
• binarny
• ternarny
• n-arny

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

18

Atrybut związku

• Atrybut związku jest właściwością, która dotyczy

połączenia encji (obiektów), np. data wystąpienia
danego związku, wielkość udziału w danym związku.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

19

Definiowanie związku

Polega na
• nadaniu nazwy
• ustaleniu więzów integralności
- liczności (stopień związku)
- przynależności (uczestnictwa)
oraz określeniu reguł integralności referencyjnej
• przenaszalności
• kaskadowego usuwania

W zależności od metodyki definiuje się jeden lub oba

kierunki (końce) związku

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

20

[CASE*Method]

Związek jest nazwanym, istotnym dla organizacji powiązaniem
między dwoma encjami. Dozwolone są związki co najwyżej
binarne.
Wymaga się zdefiniowania obu kierunków związku.
Nie pokazuje się atrybutów związku.

PRACOWNIK

pracuje z

pracującym z

KLIENT

KONTO

posiada

należy do

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

21

Klient

Zamówienie

reklamuje

Wydział

[MEIN]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

22

Stopień związku (więzy liczności)

• Liczność encji A w związku R(AB) określa liczbę

wystąpień encji B, które mogą być związane z

jednym wystąpieniem encji A.

• Możliwe stopnie związków:
- jeden do jeden (1:1)
- jeden do wiele (1:M)
- wiele do jeden (M:1)
- wiele do wiele (M:N)
1, M – wskaźniki maksymalnej liczności

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

23

Style graficznej prezentacji liczności i

przynależności

W związku R(A,B) styl
• „spójrz na drugą stronę” (S) – przedstawia liczność,

przynależność encji A po stronie B

• „uczestnictwo” (U) – przedstawia liczność,

przynależność encji A po stronie A

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

24

M:N

1:1

[CASE*Method] Styl „spójrz na drugą stronę”

stopień
stały

1:N/N:1

REKLAMA
WYPRAWY

PROJEKT

KLIENT

KONTO

CZĘŚĆ

ZAMÓWIENIE

KLIENT

SPRZEDAWCA

<=2

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

25

Więzy przynależności w związku R(AB)

Przynależność encji specyfikuje czy wszystkie

wystąpienia encji muszą uczestniczyć w związku z
wystąpieniami innej encji.

Istnieją dwa typy przynależności:
• całkowity (obowiązkowy) – wszystkie wystąpienia

encji A muszą uczestniczyć w związku z
wystąpieniami encji B.

• częściowy (opcjonalny) – niekoniecznie wszystkie

wystąpienia encji A muszą uczestniczyć w związku z
wystąpieniami encji B.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

26

Graficzna prezentacja więzów

przynależności

Metodyka Styl Typ przynależności
A B obowiązkowy B A opcjonalny

CASE*Method U

PROJEKT

ZADANIE

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

27

Graficzna prezentacja więzów przynależności

Metodyka Styl Typ przynależności
A B obowiązkowy B A opcjonalny

Projekt

Zadanie

IE S

MEIN - nie definiowany

MERISE U

Projekt

Zadanie

(1,y)

(0,y)

Projekt

Zadanie

SSADM U

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

28

Reguła czytania związku CASE*Method

ENCJA A

ENCJA B

nazwa-końca-1

nazwa-końca-2

Każda ENCJA-A

może być
musi być

nazwa-końca-1

jedna lub więcej
jedna i tylko jedna

ENCJA-B

i odwrotnie

Każda ENCJA-B

musi być
może być

nazwa-końca-2

jedna i tylko jedna
jedna lub więcej

ENCJA-A

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

29

Kombinacje związków binarnych

nieprawdopodobny

rzadki

wyjątkowy

sporadyczny

nieprawdopodobny

często w diagramach ogólnych

najczęściej występujący

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

30

Kombinacje związków

rekurencyjnych

częsty

rzadki

częsty na diagramach ogólnych

[CASE*Method]

niemożliwy, pętla nieskończona

niemożliwy

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

31

Encja intersekcji (przecięcia)

Wprowadzana do diagramu w przypadku
• eliminacji związku M:N przez jego rozkład na dwa

związki 1:M

• potrzeby przedstawienia atrybutów związku

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

32

Rozkład związku M:N

PRACOWNIK

ZADANIE

przydzielony
do

przydzielone

PRACOWNIK

ZADANIE

PRZYDZIAŁ

a)

b)

[CASE*Method]

# termin od
* termin do

#symbol

#numer

#numer

#symbol

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

33

Związki wielokrotne

Związki między więcej niż dwoma typami encji,
które w aplikacji są postrzegane jako całość lub kombinacja
i nie mogą być podzielone z powodów semantycznych.

Koncepcja związków n-arnych
• MEIN
• MERISE
Koncepcja związków binarnych
• IE
• SSADM
• CASE*Method Oracle

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

34

Klient

Zamówienie

reklamuje

Wydział

[MEIN]

M

N

P

Koncepcja związków n-arnych

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

35

WYDZIAŁ

KLIENT

ZAMÓWIENIE

[CASE*Method]

Koncepcja związków binarnych z

udziałem trzech typów encji

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

36

Koncepcja związków binarnych –

podejście „N-arne” do

związków wielokrotnych

• Utworzenie abstrakcyjnego typu encji (encja

połączenia), nazwa odpowiada charakterowi

połączenia wszystkich wiązanych typów encji (w

przypadku złożonych wymagań nazwa może być też

abstrakcyjna)

• Przynależność tej encji jest obowiązkowa,

liczebność N:1

• Identyfikatorem jest kombinacja identyfikatorów

uczestniczących w związku encji.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

37

REKLAMACJA

WYDZIAŁ

KLIENT

ZAMÓWIENIE

[CASE*Method]

Koncepcja związków binarnych –
podejście „N-arne” do związków wielokrotnych

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

38

Koncepcja związków binarnych - podejście

„grupowania” do związków wielokrotnych

• Utworzenie abstrakcyjnego typu encji dla dwóch

wybranych typów, nazwa odpowiada kombinacji
nazw grupowanych typów encji

• Przynależność tej encji jest obowiązkowa, liczebność

związku z encjami grupowanymi N:1, z pozostałymi
M:N

• Identyfikatorem jest przeważnie kombinacja

identyfikatorów grupowanych encji

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

39

ZAMÓWIENIE
KLIENTA

WYDZIAŁ

KLIENT

ZAMÓWIENIE

[CASE*Method]

Koncepcja związków binarnych - podejście „grupowania”
do związków wielokrotnych

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

40

Koncepcja uogólnienia

• Poszukiwanie abstrakcyjnego opisu zbioru

podobnych typów, postrzeganego jako wyższy

poziom - typ ogólny. [Tsichritzis, Lochovsky]

• Nadtyp – encja wyższego poziomu
• Podtyp – encja nizszego poziomu
• Zbiór podtypów wraz z ich nadtypem i związkami

między nimi posiada charakter budowy

hierarchicznej.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

41

Właściwość dziedziczenia w hierarchii

• Pozwala na przywłaszczenie (dziedziczenie)

atrybutów i związków nadtypu przez jego podtypy.

• Wielopoziomowe (zagnieżdżone) dziedziczenie –

podtyp może sam być nadtypem dla innych podtypów

• Wielokrotne dziedziczenie – podtyp może posiadać

więcej niż jeden nadtyp.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

42

CASE*Method

POJAZD

ŁÓDŹ

SAMOLOT

SAMOCHÓD

LINIOWY

OSOBOWY

CIĘŻAROWY

SZYBOWIEC

nad-typ

pod-typ

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

43

Możliwe przypadki wystąpień encji

Encja może istnieć jako
• tylko jeden z podtypów – wykluczanie się
• jeden z kilku podtypów – brak wykluczania

(zachodzące na siebie podtypy)

• żaden z wymienionych podtypów – brak możliwości

wyczerpania

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

44

Rozłączność i wyczerpanie w hierarchii

uogólnienia

• Wzajemne wykluczanie się (rozłączność)

podtypów – wystąpienie encji jednego

podtypu nie może być wystąpieniem innego

podtypu.

• Wyczerpanie nadtypu – wystąpienia

podtypów składają się na wszystkie

wystąpienia nadtypu.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

45

Reguły dla podtypów

• Podtyp encji jest typem encji
• Nadtyp - dwa lub więcej wzajemnie wykluczających

się podtypów

• Podtyp encji bez zastrzeżeń dziedziczy wszystkie

atrybuty, związki i funkcje od nadtypu

• Podtypy mogą posiadać własne atrybuty i/lub związki

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

46

Reguły dla podtypów c.d.

• Podtypy mogą być rozdzielone na podtypy niższych

poziomów

• Przypadek braku wyczerpania – dodatkowy podtyp z

nazwą

• Przypadek braku wykluczania – dodatkowa nazwa

dla zbioru nakładających się podtypów (np..

wyróżniony innym kolor), wobec tego zbioru

obowiązuje zasada wzajemnego wykluczania

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

47

CASE*Method

POJAZD

ŁÓDŹ

SAMOLOT

SAMOCHÓD

LINIOWY

OSOBOWY

CIĘŻAROWY

SZYBOWIEC

INNY

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

48

Wykluczanie się związków

• w przypadku tej samej encji wystąpienie

jednego typu związku nie może być
wystąpieniem innego typu związku.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

49

KONTO

# nr

[CASE*Method]

OSOBA

# kod

ORGANIZACJA

# kod

należy

do

własnością

posiada

właścicielem

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

50

Reguły dla wykluczających się

związków

• Wzajemne wykluczanie związków przedstawia

się za pomocą łuku

• Końce związków objęte łukiem muszą mieć tą

samą przynależność (całkowitą albo częściową).

• Łuk może obejmować

– co najmniej dwa związki
– tylko końce dotyczące tego samego typu

encji.

• Koniec związku może należeć tylko do jednego

łuku

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

51

Związki nieprzenaszalne

Zakaz zmiany przypisania
• niedozwolone zerwanie lub zamiana istniejącego
połączenia wystąpienia encji na inne wystąpienie encji

KLIENT

KONTO

posiada

należy do

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

52

Związki redundantne

• Diagram O-Z nie powinien zawierać związków

wyprowadzonych z innych związków

KLIENT

KONTO

właścicielem

własnością

BANK

instytucją dla

powiązany z

zarządzane
przez

zarządzającym dla

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

53

Klasyczne struktury i wzorce

• Zmiany w czasie/historia
• Lista składników
• Klasyfikacja i kategorie
• Hierarchie/jednostki organizacyjne
• Sieci
• Wzorzec faktury/zamówienia

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

54

Zmiany w czasie: atrybut

UMOWA

STATUS

UMOWA

# * nr
# * data
* status

# * nr
# * data

# * data od
* wartość
o data do

dla

określona przez

[CASE*Method]

Atrybut „status”
staje się encją

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

55

Zmiany w czasie: związek

OSOBA

NIERUCHOMOŚĆ

# * symbol

własnością

właścicielem

OSOBA

UMOWA
WŁASNOŚCI

NIERUCHOMOŚĆ
# * symbol

# * data_z
o data
wygaśnięcia

stroną w

dla

dotyczy

przedmiotem

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

56

Lista składników: składanie/rozwijanie

(do czego użyta/z czego zrobiona)

CZĘŚĆ/PRODUKT

# * symbol
* nazwa
* opis

a) Związek M:N

CZĘŚĆ/PRODUKT

SKŁADNIK
STANDARDOWY

# * symbol
* nazwa
* opis

o ilość
o wskazówka
dopasowania

zrobiony z

na liście
części do

[CASE*Method]

zrobiony z

użyty do

użyty jako

do użycia
dla

b) Rozwiązanie związku M;N

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

57

Klasyfikacja

PRODUKT

# * symbol
* nazwa
* rodzaj

a) dowolna

PRODUKT

RODZAJ

b) sformalizowana

# * symbol
* nazwa

# * nazwa
* opis

w

klasyfikacją
dla

złożona z

należy
do

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

58

Hierarchia - prosty model

ZESPÓŁ

DZIAŁ

WYDZIAŁ

ZARZĄD

wchodzi w skład

złożony z

wchodzi w skład

wchodzi w skład

złożony z

złożony z

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

59

Hierarchia - wariant I

JEDNOSTKA

ORGANIZACYJNA

# symbol
* nazwa
* typ

złożona z

wchodzi
w skład

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

60

Hierarchia - wariant II

ORGANIZACJA

ELEMENT

STRUKTURY

JEDNOSTKA

ORGANIZACYJNA

# symbol
* nazwa

TYP JEDNOSTKI

ORGANIZACYJNEJ
# nazwa

klasyfikacją dla

określona przez

wchodzi
w skład

złożona z

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

61

Faktura

POZYCJA

FAKTURA

PRODUKT

KONTRAHENT

TOWAR

* jednostka miary

USŁUGA

# * numer
* data sprzedaży
* termin płatności
* forma płatności

# * numer
* cena netto
o ilość

# * numer
* nazwa
* kod pocztowy
* miejscowość
* ulica
o telefon

# * symbol
* nazwa
* stawka vat

składa się z

częścią

zamieszczony w

dotyczy

sprzedawcą

nabywcą

wystawiona
przez

skierowana
do

[CASE*Method]

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

62

Więzy integralności

• Na poziomie atrybutu - dziedzinowe

– ograniczenie wartości atrybutu do

pewnego zbioru wartości,

– wymagalność atrybutu.

• Na poziomie encji

– żaden z elementów składowych unikalnego

identyfikatora nie może zawierać wartości

pustej

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

63

Więzy integralności referencyjnej

• stanowią zestaw reguł

– zapewniający poprawność związków między

rekordami tabel powiązanych relacją,

– uniemożliwiający przypadkowe usunięcie lub

zmianę powiązanych danych.

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

64

Więzy integralności referencyjnej i

arbitralne

• Na poziomie związku

– liczności, np. encja określonego typu nie może być

objęta związkiem z więcej niż 5-oma innymi

encjami

– przynależności, tzn. zapewnienie, że wartość,

którą wskazuje dana encja, faktycznie znajduje się

w zbiorze informacji

• Arbitralne (dziedzinowe)

– narzucone warunki przez organizacją, których

spełnienie musi być przestrzegane

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

65

Arbitralna reguła spójności biznesowej

Warunek dla

Reguła

Tworzenie wystąpienia encji ZAKUP ZAKUP może dotyczyć zlecenia,

którego data otwarcia jest
wcześniejsza od daty ZAKUPU

ZLECENIE

ZAKUP

# numer
* data otwarcia
* kwota

# numer
* data
* wartość

w ramach

źródłem dla

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

66

Reguły więzów integralności referencyjnej

- usuwanie

• Usuwanie kaskadowe

– utrata informacji o jednej rzeczy pociąga za sobą

utratę informacji o rzeczach z nią powiązanych.

• Wskaźnik usuwania kaskadowego

C – usuń wszystkie „dzieci”, jeśli jest usuwany „rodzic”
X – zabroń usunięcia „rodzica”, jeżeli istnieje jakieś

„dziecko”

N – usunięcie „rodzica” i „dziecka” niezależne

Wszelkie prawa zastrzeżone GHJ

67

Reguły więzów integralności referencyjnej

– zmiana przypisania

• Pozwolenie zmiany przypisania

– zmiana unikalnego identyfikatora „rodzica” pociąga za sobą

potrzebę zastąpienia starego powiązania z „dziećmi” nowym

powiązaniem

• Zmiana widoczna na poziomie implementacji
• Zakaz zmiany przypisania:

– nie można zmienić wartości identyfikatora rodzica, jeżeli

istnieją powiązane z nim encje, np. nie można zmienić

wartości IDPracownika w encji PRACOWNIK, jeśli istnieją

faktury przypisane temu pracownikowi w encji

ZAMÓWIENIE.