Если  две таблицы связаны между  собой, то внешний ключ таблицы должен содержать только те значения, которые  уже имеются среди значений ключа, по которому осуществляется связь. Если корректность значений внешних ключей не контролируется СУБД, то может нарушиться ссылочная целостность данных.Ограничения категорийной и ссылочной целостности должны поддерживаться СУБД. Для соблюдения целостности сущности достаточно гарантировать отсут ствие в любом отношении кортежей с одним и тем же значением первичного ключа. Что же касается ссылочной целостности, то здесь обеспечение целостности выглядит несколько сложнее. При обновлении ссылающегося отношения (при вставке новых кортежей или модификации значения внешнего ключа в существующих кортежах) достаточно следить за тем, чтобы не появлялись некорректные значения внешнего ключа. А вот при удалении кортежа из отношения, на которое ведет ссылка, возможно использовать один из трех подходов, каждый из которых поддерживает целостность по ссылкам:

• первый подход заключается в том, что запрещается производить удаление кортежа, на который существуют ссылки (то есть сначала нужно либо удалитьссы лающиеся кортежи, либо соответствующим образом изменить значения их внешнего ключа);
• при втором подходе при удалении кортежа, на который имеются ссылки, во всех ссылающихся кортежах значение внешнего ключа автоматически становится неопределенным;
• третий подход (называемый также каскадным удалением) состоит в том, что при удалении кортежа из отношения, на которое ведет ссылка, из ссылающегося отношения автоматически удаляются все ссылающиеся кортежи.

     В развитых реляционных СУБД обычно можно  выбрать способ поддержания ссылочной  целостности для каждой отдельной  ситуации определения внешнего ключа. Конечно, для принятия такого решения необходимо анализировать требования конкретной прикладной области. Хотя большинство современных СУБД обеспечивает ссылочную целостность данных, все же следует помнить, что существуют реляционные СУБД, в которых не выполняются ограничения ссылочной целостности.

     Типы  связей между таблицами

     При установлении связи между двумя  таблицами одна из них будет являться глав ной (master), а вторая — подчиненной (detail). Различие между ними несколько упрощенно можно пояснить следующим образом. В главной таблице всегда доступны все содержащиеся в ней записи. В подчиненной же таблице доступны только те записи, у которых значение атрибутов внешнего ключа совпадает со значением соответствующих атрибутов текущей записи главной таблицы. Причем изменение текущей записи главной таблицы приведет к изменению множества доступных записей подчиненной таблицы, а изменение текущей записи в подчиненной таблице не вы зовет никаких изменений ни в одной из таблиц. На практике часто связывают более двух таблиц. Одна и та же таблица может быть главной по отношению к одной таблице и подчиненной по отношению к другой. Или у одной главной таблицы может находиться в подчинении не одна, а несколько таблиц. Однако подчиненная таблица не может управляться двумя таблицами. Таким образом, у главной таблицы может быть несколько подчиненных, но у подчиненной таблицы может быть только одна главная.

     Различают четыре типа связей между таблицами  реляционной базы данных:

• один к одному — каждой записи одной таблицы соответствует только одна запись другой таблицы;
• один ко многим — одной записи главной таблицы могут соответствовать несколько записей подчиненной таблицы;
• многие к одному — нескольким записям главной таблицы может соответствовать одна и та же запись подчиненной таблицы;
• многие ко многим — одна запись главной таблицы связана с несколькими записями подчиненной таблицы, а одна запись подчиненной таблицы связана с не сколькими записями главной таблицы.

     Различие  между типами связей «один ко многим»  и «многие к одному» зависит  от того, какая из таблиц выбирается в качестве главной, а какая в качестве подчиненной.

     Основные  свойства отношений

     Рассмотрим  теперь некоторые важнейшие свойства отношений реляционной мо дели данных. 

3. Общие представления о  модели данных

 

     Можно по-разному характеризовать понятие модели данных. С одной стороны, модель данных – это способ структурирования данных, которые рассматриваются как некоторая абстракция в отрыве от предметной области. С другой стороны, модель данных – это инструмент представления концептуальной модели предметной области и динамики ее изменения в виде базы данных.

     Учитывая  обе вышеуказанные стороны, определим  основные структуры моделей данных, используемые для представления  концептуальной модели предметной области (сущностей, атрибутов, связей).

     Элемент данных (поле) – наименьшая поименованная единица данных. Используется для представления значения атрибута.

     Запись – поименованная совокупность полей. Используется для представления совокупности атрибутов сущности (записи о сущности).

     Экземпляр записи – запись с конкретными значениями полей.

     Агрегат данных – поименованная совокупность элементов данных внутри записи, которую можно рассматривать как единое целое.

     Файл – поименованная совокупность экземпляров записей одного типа. Используется для представления однородного набора сущностей.

     Набор файлов – поименованная совокупность файлов, обрабатываемых в системе. Используется для представления нескольких наборов сущностей.

     Введем  понятие «группа», обобщающее понятия  «агрегат» и «запись».

     Группа – это поименованная совокупность элементов данных или элементов данных и других групп.

     Важнейшим понятием концептуальной модели является понятие связи между сущностями (наборами сущностей). В моделях данных соответствующее понятие отражается понятием «групповое отношение».

     Групповое отношение – поименованное бинарное отношение, заданное на двух множествах экземпляров рассматриваемых групп. По характеру бинарных связей различают групповые отношения вида 1:1, 1:M, M:1, M:N. Пары чисел называют коэффициентами группового отношения. В групповом отношении один член группы назначается владельцем отношения, другой – членом.

     База  данных – поименованная совокупность экземпляров групп и групповых отношений.

     Для представления группового отношения  используется две формы:

     а) Графовая. Группы изображаются вершинами графа, связи между группами – дугами, направленными от группы-владельца к группе-члену с указанием имени отношения и коэффициента.

     По  типу графов различают:

     􀂃 иерархическую модель (граф без циклов – дерево);

     􀂃 сетевую модель (ориентированный граф общего вида).

     б) Табличная. Связь между группами изображается таблицей, столбцы которой представляют ключи соответствующих групп. Для формального описания таблицы используется математическое (теоретико-множественное) понятие отношения. Соответствующая модель данных называется реляционной моделью.

     Модель  данных описывается следующим образом:

     􀂃 определяются типы и характеристики логических структур данных

     (полей,  записей, файлов);

     􀂃 описываются правила составления  структур более общего типа из структур более простых типов;

     􀂃 описываются возможные действия над структурами и правила  их

     выполнения, включающие:

     − основные элементарные операции над  данными;

     − обобщенные операции (процедуры);

     − средства контроля относительно простых  условий корректности ввода данных (ограничения);

     − средства контроля сколь угодно сложных  условий корректности выполнения определенных действий (правила). В качестве основных элементарных операций обычно рассматриваются  следующие: поиск записи с заданным значением ключа, чтение нужной записи, добавление записи, корректировка, удаление. В моделях данных также предусматриваются специальные операции для установления групповых отношений.

     Обобщенные  операции или процедуры – последовательность операций, реализующая определенный алгоритм обработки данных. Процедуры могут инициироваться СУБД автоматически, а также могут запускаться пользователем. Примерами процедур являются процедуры копирования БД, восстановления БД, процедуры, вычисляющие значения определенных атрибутов в БД по значениям других атрибутов, и т.п.

     Средства  контроля используются для реализации ограничений целостности концептуальной модели. Простейшие средства контроля ограничения используются для реализации, как внешних ограничений концептуальной модели, так и внутренних ограничений модели данных. В качестве последних ограничений, в частности, реализованы ограничения на ввод данных несоответствующего типа, несоответствующей характеристики (по числу битов, по числу полей, по количеству записей и т.п.). Более сложные средства контроля (правила) позволяют вызывать выполнение определенной последовательности операций (сколь угодно сложной) при изменении или добавлении данных в БД и тем самым реализовывать ограничения целостности, описанные с помощью специальных конструкций.

CASE-технологии

     . В 70-х и 80-х годах при разработке  ИС достаточно широко применялась структурная методология, предоставляющая в распоряжение разработчиков строгие формализованные методы описания ИС и принимаемых технических решений. На протяжении всей истории программирования программные проекты все более и более усложнялись, объем работ стремительно увеличивался, возникла потребность в универсальных средствах, которые могли бы помочь как-то структурировать создание ПО.  Традиционные языки программирования в силу малой наглядности, избыточности и многословия утрачивали свою эффективность и в 70-х и 80-х годах при разработке программных систем достаточно широко применялась структурная методология. Наглядность и строгость средств структурного анализа позволяла разработчикам и будущим пользователям системы обсуждать и закреплять понимание основных технических решений. Все шло к появлению программно-технологических средств специального класса.

1. CASE средство: определения и общая характеристика.

     Аббревиатура CASE расшифровывается как Computer Aided Software Engineering. Этот термин широко используется в настоящее время. На этапе появления подобных средств, термин CASE употреблялся лишь в отношении автоматизации разработки программного обеспечения. Сегодня CASE средства подразкмевают процесс разработки сложных ИС в целом: создание и сопровождение ИС, анализ, формулировка требований, проектирование прикладного ПО и баз данных, генерацию кода, тестирование, документирование, обеспечение качества, конфигурационное управление и управление проектом, а также другие процессы. Таким образом, CASE-технологии образуют целую среду разработки ИС.          Итак, CASE-технология представляет собой методологию проектирования программных систем, а также набор инструментальных средств, позволяющих в наглядной форме моделировать предметную область, анализировать эту модель на всех этапах разработки и сопровождения ИС и разрабатывать приложения в соответствии с информационными потребностями пользователей. Большинство существующих CASE-средств основано на методологиях структурного или объектно-ориентированного анализа и проектирования, использующих спецификации в виде диаграмм или текстов для описания внешних требований, связей между моделями системы, динамики поведения системы и архитектуры программных средств. Главные составляющие CASE-продукта таковы:

• методология (Method Diagrams), которая задает единый графический язык и правила работы с ним.
• графические редакторы (Graphic Editors), которые помогают рисовать диаграммы; возникли с распространением PC и GUI, так называемых «upper case технологий
• генератор: по графическому представлению модели можно сгенерировать исходный код для различных платформ (так называемая low case часть CASE-технологии).
• репозиторий, своеобразная база данных для хранения результатов работы программистов.

 
 

2. Применения CASE технологий: преимущества и недостатки.

     Различные статистические обзоры свидетельствуют  сегодня об эффективности применения CASE средств в процессе разработки программных систем. Однако % неудач все же существует и довольно велик. Разумеется, существуют свои недостатки применения технологий, значимыми являются недостатки со стороны аспектов бизнеса:

• CASE-средства не обязательно дают немедленный эффект; он может быть получен только спустя какое-то время;
• реальные затраты на внедрение CASE-средств обычно намного превышают затраты на их приобретение;
• CASE-средства обеспечивают возможности для получения существенной выгоды только после успешного завершения процесса их внедрения.