1

Pagrindinės informacinio modeliavimo sąvokos

Informaciniai modeliai atspindi informacijos atsiradimo, perdavimo ir panaudojimo procesus įvairios prigimties reiškiniuose. Apibrėšime bazines informacinio modeliavimo bei duomenų bazių projektavimo sąvokas:

Esybėmis (angl. entity) vadinamos realaus pasaulio dalykų (objektų) klasės, t. y. visa tai, ką galima apibūdinti bendriniais daiktavardžiais.

Skiriamos fizinės (daiktai, reiškiniai, procesai, subjektai, agentai, struktūros ir pan.) ir koncepcinės ( sąvokos, idėjos ir pan.) esybės.

Konkrečios esybių realizacijos (t.y. konkretūs daiktai, reiškiniai, procesai ir pan.) vadinamos esybių egzemplioriais. Pavyzdys: ASMUO yra esybė, o konkretus asmuo, tarkime, Jonas Petrauskas - jos egzempliorius.

2

Pagrindinės informacinio modeliavimo sąvokos (2)

Analizuojant dalykinę sritį (informacinės ir programų sistemos taikymo sritis vadinama dalykine sritimi), dažniausiai domimasi ne visomis tos srities esybėmis, o tik tomis, kurios tenkina šias sąlygas: esybės egzemplioriai yra aprašomi, t.y. galima įvardyti jų charakteristikas; esybės egzemplioriai yra įvardijami, t.y. juos galima atskirti vieną nuo kito; esybė susijusi su kuriamosios programos naudojimo siekiu, t.y. ją tikslinga nagrinėti.

Esybė vadinama atpažįstama (identifikuojama), jei jos egzemplioriai turi tąpastis (identitetus), t.y. jei bet kuriuo laiko momentu bet kurį tos esybės egzempliorių galima atpažinti, įvardyti ir atskirti nuo kitų egzempliorių.

3

Pagrindinės informacinio modeliavimo sąvokos (3)

Informaciniame modeliavime vietoj esybės termino dažnai vartojamas objekto terminas. Tada sakome, kad bet kokios realios sistemos informacinis modelis susideda iš objektų (objektų klasių). Kiekvienas objektas modelyje privalo turėti unikalų ir reikšminį vardą (identifikatorių) ir jį apibūdinančius atributus. Pavyzdžiui,

Objekto vardas (identifikatorius)

Objekto atributai

Studentas -vardas, -pavardė -fakultetas, -specialybė -kursas -grupė -adresas

Objektas

4

Objektai

Objektas išreiškia vieną tipinį (bet neapibrėžtą) egzempliorių, ką nors iš realaus pasaulio ir yra paprasčiausias informacinis modelis.

Objektai išreiškia tam tikras, susijusias su sprendžiamu uždaviniu realaus pasaulio daiktų esmes. Visus objektus galima išskaidyti į tokias kategorijas:

- realūs objektai;

- vaidmenys (rolės);

- įvykiai;

- sąveikos;

- specifikacijos.

5

Objektų tipai

Realus objektas - tai fiziškai egzistuojančių daiktų abstrakcija. Pvz.: automobilių gamykloje - tai automobilio kėbulas, variklis, krovinių pervežime – tai konteineris, terminalas, vežimo priemonė ir t.t.

Vaidmuo - tikslo ar žmogaus paskirties, įstaigos dalies abstrakcija. Pvz.: universitete kaip įstaigoje apskritai, tai priėmimo komisija, personalo direkcija, dekanatas.

Įvykiu informaciniame modeliavime vadinamas laiko momentas, kada pakinta kokio nors teiginio apie nagrinėjamąją dalykinę sritį reikšmė. Įvykis - kažko tai įvykusio abstrakcija. Pvz.: dokumentų pateikimas priėmimo komisijai, sesijos egzamino išlaikymas (neišlaikymas).

6

Objektų tipai (2)

Sąveika - objektai gaunami iš kitų objektų santykiavimo. Pvz.: susitarimas, sutartis tarp dviejų pusių, išsilavinimo pažymėjimas, išduotas mokymo institucijos jos absolventui.

Objektai-specifikacijos - naudojami pateikti taisykles, kokybės standartus ar kriterijus. Pvz.: žinių ir sugebėjimų sąrašas, kurias turi įgyti VV fakulteto studentas, valgio pagaminimo receptas.

7

Objektų atributai ir raktai

Realaus pasaulio dalykai turi jiems būdingus požymius, charakteristikas (pvz.: vardas, pavardė, registracijos Nr., pagaminimo data, svoris ir t.t.).

Bendra visiems galimiems egzemplioriams charakteristika, vadinama atributu arba duomenų elementu. Kiekvienam egzemplioriui atributas įgauna apibrėžtą veikimą. Taip objektas Knyga turi atributus Autorius, Pavadinimas, Išleidimo metai, Puslapių skaičius.

Kiekvienam objektui turi būti paskirtas identifikatorius (raktas) - vieno ar kelių atributų aibė, kurių reikšmės apibrėžia bet kurį objekto egzempliorių, t.y. du ar daugiau egzempliorių negali turėti tas pačias rakto reikšmes.

Knygai atributai Autorius ir Pavadinimas kartu sudaro raktą. O Išleidimo metai ir Puslapių skaičius nei pavieniai nei kartu negali būti raktais, nes neapibrėžia objekto egzemplioriaus. Objektas gali turėti ir keletą raktų. Tada vienas iš jų būna pirminis, o kiti antriniais.

8

Objektų vaizdavimas

Objektas su savo atributais gali būti vaizduojamas įvairiai: grafiškai jis gali būti pavaizduotas rėmeliu ar ovalu su objekto ir atributų pavadinimais. Atributai, sudarantys privilegijuotą identifikatorių gali būti kokiu nors būdu išskirti (pažymėti):

*Autorius *Pavadinimas Išleidimo metai Puslapių skaičius

Identifikatorius (raktas) pažymėtas žvaigždute

Tekstiniame pavaizdavime tai gali būti:

Knyga (Autorius, Pavadinimas, Išleidimo metai, Puslapių skaičius).

Čia identifikatorius (raktas) pabrauktas.

Knyga

9

Objektų vaizdavimas (2)

Dar vienas informacinio modelio objekto pateikimo būdas yra lentelė. Čia kiekvienas objekto egzempliorius yra lentelės eilutė, o atributų reikšmės - eilutės ir stulpelio sankirta.

Knyga

Autorius PavadinimasIšleidimo

metai Puslapių skaičius

A.Grinas Bėgioti lentomis

1988 229

R.P.Stivensonas Lobių sala 1992 269.

10

Objekto atributai

Aprašomasis atributas pateikia vidiniai būdingus kiekvienam egzemplioriui faktus. Jei pasikeitė aprašomojo atributo reikšmė, tai rodo, kad pasikeitė kažkuri egzemplioriaus charakteristika, bet pats egzempliorius nepakito.

Nurodomieji atributai gali būti naudojami kaip identifikatoriai. Jei keičiasi nurodomasis atributas, tai sakoma, kad tam pačiam egzemplioriui duodamas naujas vardas.

Pagalbiniai atributai naudojami susieti vieno objekto egzempliorių su kito objekto egzemplioriumi.

Atributai skirstomi į tris tipus:

-aprašomieji;

-nurodomieji;

-pagalbiniai. 

11

Objekto atributai (2)

Pvz.: Automobilis

*Valstybinis Nr.

Markė

Spalva

SavininkasČia Spalva - aprašomasis, Valstybinis Nr. ir markė - nurodomieji, Savininkas - pagalbinis, leidžiantis objekto Automobilis egzempliorių susieti su objekto Auto mėgėjas egzemplioriumi.

Jei pagalbinio atributo reikšmė pasikeis, tai reikš, kad tarpusavyje susieti jau kiti šių objektų egzemplioriai.

12

Duomenų organizavimo principai, duomenų vaizdavimas

Supaprastintame duomenų organizavimo modelyje vietoj esybės ar objekto sąvokos galime naudoti paprastesnę duomenų elemento (DE) sąvoką.

DE vadinama minimali prasminga duomenų dalis. DB duomenys saugomi ne bet kaip, o kaip susietų tarpusavyje DE visuma, t.y. joje turi būti nustatyti ryšiai tarp įvairių DE, kurie gali reikšti ir tam tikrą veiksmą. Toks duomenų struktūros pateikimo būdas dažnai vadinamas duomenų modeliu. Jį patogu grafiškai vaizduoti ovalinėmis diagramomis. Tokiose diagramose DE vaizduojami ovalais, kurių viduje užrašomas DE vardas, o ryšiai vaizduojami linijomis:

Studentas Stipendija

Šioje diagramoje yra du DE , o kiekvienas DE gali turėti daug reikšmių. Pvz., DE „Studentas” gali turėti reikšmes: «JONAITIS J», «PETRAITIS P» ir kt., DE „Stipendija” - 0, 100, 200 ir kt.

gauna

13

Ryšiai tarp duomenų. Esybių ryšių (E/R) modeliavimas

Realiame pasaulyje tarp reiškinių, daiktų egzistuoja įvairūs santykiai.

Jeigu jie modeliuojami kaip objektai, atsirandantys santykiai tarp įvairių objektų rūšių informaciniuose modeliuose atspindimi ryšiais.

Kiekvienas ryšys modelyje turi apibrėžtą pavadinimą. Grafinėje formoje ryšys pateikiamas linija tarp susietų objektų.

Duomenų bazių (DB) projektavime ryšiai dar vadinami esybių kardinalumu arba laipsniu.

Toliau kalbėdami apie ryšius tarp objektų, kartais naudosime ir duomenų elemento (DE) sąvoką.

14

Ryšių tarp objektų (DE) tipai

Yra du pagrindiniai ryšių tarp objektų tipai. Pirmasis - tai vadinamasis ryšys „vienas su vienu”, arba paprastas ryšys.

Sakoma, jog tarp DE „A” ir „B” egzistuoja paprastas ryšys, jeigu bet kuriuo momentu kiekvieną „A” reikšmę atitinka tik viena „B” reikšmė.

Toks ryšys vaizduojamas paprasta rodykle. Šiuo atveju sakoma, kad „A” identifikuoja „B”.

Tarnautojas Alga

A B

Ryšio “vienas su vienu” pavyzdys

15

Ryšys “vienas su daugeliu”

Antras tipas - tai vadinamasis ryšys „vienas su daugeliu” arba sudėtingas ryšys. Tarp objektų „A” ir „B” egzistuoja sudėtingas ryšys, jeigu bet kuriuo momentu vieną „A” reikšmę atitinka kelios „B” reikšmės. Toks ryšys vaizduojamas dviguba rodykle:

Studentas Disciplina

A B

Be šių pagrindinių ryšio tipų, taip galimi ryšiai “daugelis su vienu” bei “daugelis su daugeliu”. Ryšių tipai gali būti pažymėti ne tik rodyklėmis, bet ir simboliais, pvz.

[1 : 1] - “viena su vienu”, [1 : M], [1 : ] - “vienas su daugeliu”

16

Abipusiai ryšiai

Tarp bet kurių dviejų objektų dažnai egzistuoja abipusis ryšys. Pavyzdžiui, jei tai yra „Vyras” ir „Moteris”, tai tarpusavio ryšys tarp jų gali atspindėti santuokos formą:

- tradicinė krikščioniška santuokos forma

- daugpatystė

- daugiavyrystė

- grupinė santuoka

Vyras

Vyras

Vyras

Vyras

Moteris

Moteris

Moteris

Moteris

a)

b)

c)

d)

17

Ryšiai tarp DE(E/R diagramos pavyzdys)

Ovalinė diagrama su gausesniais DE ir ryšiais tarp jų

Tarnautojas

Alga

Skyrius

Pareigos

Šioje diagramoje vaizduojami ne visi galimi ryšiai tarp DE. Čia, pavyzdžiui, nematyti sudėtingo ryšio „Alga” - „Tarnautojas” (o be tokio ryšio nebūtų galima atsakyti štai į tokį vartotojo klausimą „Kokie tarnautojai gauna algą, didesnę negu 1000 litų?”).

18

Įrašai, raktai, atributai

Jeigu yra N skirtingų DE, tai tarp jų galimi N* (N-1) ryšiai. Todėl didelėse DB, kuriose būna šimtai ar tūkstančiai DE, ryšių skaičius be galo išaugtų (pvz., jei N=1000, tai ryšių skaičius siektų milijoną). Norint sumažinti ryšių skaičių, DE jungiami į grupes. Tokios DE grupės vadinamos įrašais. Įrašų struktūrą taip pat galima pavaizduoti ovalinėmis diagramomis:

Raktas 1 atributas 2 atributas N atributas...

Įraše yra bent vienas DE (ar jų rinkinys), kurio visos reikšmės yra nepasikartojančios, t. y. jo reikšmės vienareikšmiškai identifikuoja kitas įrašo reikšmes.

Toks DE (ar jų rinkinys) vadinamas raktu. Kiti (neraktiniai) DE vadinami atributais.

19

Konkretaus įrašo struktūros pavyzdys :

RaktasAtributai

S123589 Petraitis 1985.01.15 Laisvės al. 13

STUDENTAS

Bilieto Nr. Pavardė Gimimo data Adresas

Pavyzdžiui:

20

Sudėtinis raktas, galimi raktai

Jei raktas susideda iš kelių DE, jis vadinamas sudėtiniu. Sudėtinis raktas apdorojant duomenis traktuojamas kaip vienas DE ir diagramoje vaizduojamas vienu ovalu. Žemiau parodyti du galimi sudėtiniai raktai

„Programuotojas”+„Programos Nr.” ir „Programuotojas”+„Programos pavadinimas” :

Programuotojas”+„Programos Nr.

Programos pavadinimas

Darbo valandų kiekis

Programuotojas+ Programos

pavadinimas

Programos Nr. Darbo valandų kiekis

21

Pirminis raktas

Įrašas gali turėti kelis raktus, vadinamus galimais raktais. ankstesnėje diagramoje yra du galimi raktai - „Programuotojas”+„Programos Nr.” ir „Programuotojas”+„Programos pavadinimas”.

Vienas iš galimų raktų yra pirminis raktas (faktiškai naudojamas DE identifikacijai), o kiti - alternatyvieji raktai (raktai-kandidatai).

Pirminiam raktui DE reikia parinkti taip, kad iš anksto būtų žinomas jų įgyjamų reikšmių diapazonas, o DE jame būtų kuo mažiau.

Labai pabrėžtina rakto savybė yra jo pertekliškumo nebuvimas: iš rakto, kurį sudaro keli DE, negalima išmesti jokio DE (to rakto nesuardant).

Įrašo rakto svarba didelė - juo galime atskirti DE vieną nuo kito, pagal jį nustatoma įrašo vieta atmintyje.

22

DB rodyklinis modelis

Panašiai kaip DE, į grupes sujungiami ir įrašai.

Įrašų su tarpusavio ryšiais visuma sudaro duomenų bazę.

Jos sudarymo metu labai svarbu tai, kaip sugrupuojami DE, t.y. kokie DE surenkami į vieną įrašą, kokie parenkami raktai ir kaip tarp įrašų nustatomi ryšiai.

Ryšiai tarp skirtingų įrašų vaizduojami rodyklėmis tarp tų įrašų pirminių raktų - taip gaunamas DB rodyklinis modelis, kitaip tariant, DB struktūros diagrama.

DB, rezervuojančios lėktuvų bilietus, diagramos pavyzdys:

23

Bilietų rezervavimo DB rodyklinis modelis

Reiso Nr.

Išvykimo punktas

Atvykimo

punktas

Lėktuvo tipas

Reiso Nr. + Data

Laisvos vietos

24

Stačiakampė diagrama

Kompaktiškesnis įrašo ir DB struktūros vaizdavimo būdas yra stačiakampė diagrama.

Tokioje diagramoje DE vaizduojami stačiakampiais, o įrašai - stačiakampių blokais.

Raktiniai DE pabraukiami. Žemiau pateikiama stačiakampė diagrama, gauta iš ankstesnės ovalinės diagramos:

Reiso Nr.Išvykimo punktas

Atvykimo punktas

Lėktuvo tipas

Reiso Nr. DataLaisvos vietos

Reisas

Laisvos vietos

25

V. Dagys ir kt. Duomenų bazės. ECDL atstovybės Lietuvoje sertifikuota mokomoji medžiaga, L-kla “Žara”, Kaunas, 2000, 7 – 13 psl.

ИНФОРМАТИКА базовый курс. Учебник для ВУЗОВ / СПб., Питер, 2001, c.c. 328-355.

Parengta pagal R.Kuto paskaitų konspektus. www.vtu.lt/sc/rk

J.Adomaitis ir kt. Informatika I dalis Vadovėlis, L-kla “Technolgija”, Kaunas, 1999, 156 – 160 psl.

V. Sekliuckis, S.Gudas, G.Garšva INFORMACIJOS SISTEMOS IR DUOMENŲ BAZĖS, Vadovėlis. Kaunas: Technologija, 2003, 338 psl.

http://distance.ktu.lt/kursai/informatika1/8/

A.Vidžiūnas, R.Marčiulynienė ACCESS XP. Taikomųjų duomenų bazių projektavimo pagrindai, “Smaltijos” leidykla, Kaunas, 2003, 318 p.

A.Saulis, O.Vasilecas INFORMACINIŲ SISTEMŲ PAGRINDAI, mokomoji knyga, Technika, Vilnius, 1998, 55 – 81 psl.

Dar apie tai rasite:

Parengta pagal: