Основы работы в Erwin. Построение логической модели данных. Проектирование модели в ERWin Рис.1. Обозначения мощности связи в нотации IE

Описание интерфейса ERwin. Интерфейс CASE - средства ERwin состоит их трех основных частей. Первая - это главное меню и панели инструментов.

Кнопки на панелях инструментов повторяют некоторые основные команды в главном меню. Сохранить, открыть, создать новый файл, панель с кнопками увеличения или уменьшения масштаба отображение модели, переключатель между физической и логической моделью, переключатель между хранимыми отображениями, панель для редактирования стиля, размера и цвета шрифтов, панель с инструментами для построения геометрических фигур и несколько вспомогательных панелей инструментов (рис. 5.3).

Рис. 5.3.

Вторая - это Model Explorer. Она содержит три закладки: Model, Subject Areas и Domains. Чаще всего в Model Explorer применяется закладка Domains или Model (которая содержит все объекты и модели). В Domains отображаются соответственно домены, в Subject Areas - отображаемые области (рис. 5.4).

Рис. 5.4.

И третья - непосредственно область, отведенная для создания модели объектов, в которой создаются и редактируются все объекты модели. Снизу появляются закладки с именами запомненных хранимых отображений (Stored Displays) (рис. 5.5).

Рис. 5.5.

ERwin имеет два уровня представления данных модели: логический и физический. Логический уровень - это абстрактный взгляд на данные, на нем данные представляются так, как выглядят в реальном мире, например «Заказчик», «Цех» или «Фамилия сотрудника». Объекты модели, представляемые на логическом уровне, называются сущностями и атрибутами. Логическая модель данных может быть построена на основе другой логической модели, например модели процессов. Логическая модель данных является универсальной и никак не связана с конкретной реализацией СУБД.

Физическая модель данных, напротив, зависит от конкретной СУБД, фактически являясь отображением системного каталога. В физической модели содержится информация обо всех объектах БД. Поскольку стандартов на объекты БД не существует (например, нет стандарта на типы данных), физическая модель зависит от конкретной реализации СУБД. Следовательно, одной и той же логической модели могут соответствовать несколько разных физических моделей. Если в логической модели не имеет значения, какой конкретно тип данных имеет атрибут, то в физической модели важно описать всю информацию о конкретных физических объектах - таблицах, колонках, индексах, процедурах и т. д. Разделение модели на логические и физические позволяет решить много важных задач.

ERwin имеет несколько уровней отображения диаграммы: уровень сущностей, уровень атрибутов, уровень определений, уровень первичных ключей и уровень иконок. Переключиться между первыми тремя уровнями можно с использованием кнопок панели инструментов. Переключиться на другие уровни отображения можно при помощи контекстного меню, которое появляется, если «кликнуть» по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели. В контекстном меню следует выбрать пункт Display Level и затем необходимый уровень отображения. ERwin позволяет связать с сущностью большую и малую иконки. При переключении на уровень иконок показывается большая иконка. Для отображения малой иконки следует выбрать в контекстном меню пункт Entity Display/Entity Icon. Маленькая иконка будет показана слева от имени сущности на всех уровнях отображения модели.

Установка цвета и шрифта. Установить шрифт и цвет объектов в ERwin можно несколькими способами. Во-первых, для установки цвета и шрифта объекта служит Font and Color Toolbar, которая располагается под основной панелью. Для редактирования шрифта и цвета конкретного объекта следует, щелкнув правой кнопкой мыши по сущности или связи и выбрав из всплывающего меню пункт Object Font & Color..., вызвать диалог Font/Color Editor, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности. В диалоге Font/Color Editor можно выбрать шрифт и установить его размер, стиль и цвет, установить цвет заливки (свойство Fill Color, только для сущностей) и цвет линий (свойство Outline Color, только для сущностей).

При создании реальных моделей данных количество сущностей и атрибутов может исчисляться сотнями. Для более удобной работы с большими моделями в ERwin предусмотрены подмножества модели (Subject Areas), в которые можно включить тематически общие сущности. В подмножество модели может входить произвольный набор сущностей, связей и текстовых комментариев. Для создания, удаления или редактирования подмножеств модели нужно вызвать диалог Subject Areas (меню Model/Subject Areas...), в котором указывается имя подмножества и входящие в нее сущности. Все изменения, сделанные в любой Subject Area, автоматически отображаются на общей модели. Одна и та же сущность может входить в несколько Subject Area.

Хранимое отображение (Stored Display) - представление подмножества модели, отображающее специфический аспект структуры данных. Одна Subject Area может включать в себя несколько хранимых отображений. В хранимое отображение входят те же самые сущности и связи, что и в Subject Area, но они могут по-разному располагаться на экране, иметь разные уровни, различный масштаб и цвет объектов или фона.

Для создания хранимого отображения служит диалог Stored Displays (меню Format/Stored Display Settings...). Для переключения между хранимыми отображениями служат закладки в нижней части диаграммы.

Основные компоненты диаграммы ERwin - это сущности, атрибуты и связи. Каждая сущность является множеством подобных индивидуальных объектов, называемых экземплярами. Каждый экземпляр индивидуален и должен отличаться от всех остальных экземпляров. Атрибут выражает определенное свойство объекта. С точки зрения БД (физическая модель) сущности соответствует таблица, экземпляру сущности - строка в таблице, а атрибуту - колонка таблицы.

Создание логической модели данных предметной области «Мебель под заказ». Создаваемая логическая модель повторяет структуру проектируемой ИС. Для того чтобы создать сущность в области для создания моделей объектов, необходимо (убедившись предварительно, что вы находитесь на уровне логической модели: переключателем между логической и физической моделью служит раскрывающийся список в правой части панели инструментов) «кликнуть» по кнопке сущности на панели инструментов (ERwin Toolbox) Q , затем «кликнуть» по тому месту на диаграмме, где необходимо расположить новую сущность. Щелкнув правой кнопкой мыши по сущности и выбрав из всплывающего меню пункт Entity Properties..., можно вызвать диалог Entities, в котором определяются имя, описание и комментарии сущности (например, имя сущности - поставщик, описание - данные о поставщике). Каждая сущность определяется с помощью текстового описания в закладке Definition. Закладки Note, Note 2, Note 3, UDP (User Defined Properties - Свойства, определенные пользователем) служат для внесения дополнительных комментариев к сущности. Следующим шагом является создание атрибутов сущности. Как было указано выше, каждый атрибут хранит информацию об определенном свойстве сущности, а каждый экземпляр сущности должен быть уникальным. Атрибут или группа атрибутов, которые идентифицируют сущность, называется первичным ключом. Для создания атрибутов следует, «кликнув» правой кнопкой по сущности, выбрать в появившемся меню пункт Attributes.... Появляется диалог Attributes. Если щелкнуть по кнопке New..., то в появившемся диалоге New Attribute указываем имя атрибута, имя соответствующей ему в физической модели колонки и домен (например, имя атрибута - наименование поставщика). Домен атрибута будет использоваться при определении типа колонки на уровне физической модели. Для атрибутов первичного ключа в закладке General диалога Attributes необходимо сделать пометку в окне выбора Primary Key.

Для отображения иконки атрибута следует выбрать в контекстном меню пункт Entity Display и в каскадном меню включить опцию Attribute Icon. Малая иконка будет показана слева от имени атрибута на уровне атрибутов отображения модели. Имя сущности показывается над прямоугольником, изображающим сущность, список атрибутов сущности - внутри прямоугольника. Список разделен горизонтальной чертой, выше которой расположены атрибуты первичного ключа, ниже - неключевые атрибуты. Атрибуты должны именоваться в единственном числе и иметь четкое смысловое значение. Соблюдение этого правила позволяет частично решить проблему нормализации данных уже на этапе определения атрибутов. Например, создание в сущности Поставщик атрибута Телефоны поставщика противоречит требованиям нормализации, поскольку атрибут должен быть атомарным, т. е. не содержать множественных значений. Согласно синтаксису IDEF1X имя атрибута должно быть уникально в рамках модели (а не только в рамках сущности!). Каждый экземпляр сущности должен быть уникален и отличаться от других атрибутов. Следующим шагом создания модели является установление связей между сущностями. Каждая связь должна именоваться глаголом или глагольной фразой (Relationship Verb Phrases рис. 5.6). Имя связи выражает некоторое ограничение или бизнес-правило и облегчает чтение диаграммы, например:

Каждый ЗАКАЗЧИК ЗАКАЗы;

Каждый ЗАКАЗ ДИЗАЙН.

Рис. 5.В. Имя связи - Relationship Verb Phrases

Для создания новой связи следует:

• установить курсор на нужной кнопке в палитре инструментов (идентифицирующая или неидентифицирующая связь) и нажать левую кнопку мыши;
• щелкнуть сначала по родительской, а затем по дочерней сущности. При установлении связей между сущностями атрибуты первичного ключа родительской сущности мигрируют в качестве внешних ключей в дочернюю сущность. По умолчанию имя связи на диаграмме не показывается. Для отображения имени следует в контекстном меню, которое появляется, если щелкнуть левой кнопкой мыши по любому месту диаграммы, не занятому объектами модели, выбрать пункт Relationship Display и в контекстном меню включить опцию Verb Phrase.

Логическая модель данных предметной области «Мебель под заказ» приведена на рис. 5.7.

Рис. 5.7.

Полная атрибутивная модель представляет данные в третьей нормальной форме и включает все сущности атрибуты и связи и представлена на рис. 5.8.

На уровне сущностей модель представлена на рис. 5.9.

На рис. 5.10 представлена модель данных на уровне определений.

Рис. 5.8.

Рис. 5.Э. Уровень сущностей модели данных

Связь - это функциональная зависимость между двумя сущностями (в частности, возможна связь сущности с самой собой). Например, важно знать фамилию сотрудника, и не менее важно знать, в каком отделе он работает. Таким образом, между сущностями "отдел" и "сотрудник" существует связь "состоит из" (отдел состоит из сотрудников). Связь - это понятие логического уровня, которому соответствует внешний ключ на физическом уровне. В ERwin связи представлены пятью основными элементами информации:

· тип связи (идентифицирующая, неидентифицирующая, полная/неполная категория, неспецифическая связь);

· родительская сущность;

· дочерняя (зависимая) сущность;

· мощность связи (cardinality);

· допустимость пустых (null) значений.

Связь называется идентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности идентифицируется через ее связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности, при этом входят в первичный ключ дочерней сущности. Дочерняя сущность при идентифицирующей связи всегда является зависимой.
Связь называется неидентифицирующей, если экземпляр дочерней сущности идентифицируется иначе, чем через связь с родительской сущностью. Атрибуты, составляющие первичный ключ родительской сущности, при этом входят в состав неключевых атрибутов дочерней сущности.
Для определения связей ERwin выбирается тип связи, затем мышью указывается родительская и дочерняя сущность. Идентифицирующая связь изображается сплошной линией; неидентифицирующая - пунктирной линией. Линии заканчиваются точкой со стороны дочерней сущности.
При определении связи происходит миграция атрибутов первичного ключа родительской сущности в соответствующую область атрибутов дочерней сущности. Поэтому такие атрибуты не вводятся вручную.
Атрибуты первичного ключа родительской сущности по умолчанию мигрируют со своими именами. ERwin позволяет ввести для них роли, т.е. новые имена, под которыми мигрирующие атрибуты будут представлены в дочерней сущности. В случае неоднократной миграции атрибута такое переименование необходимо. Например, сущность "посредническая сделка" имеет атрибут "код предприятия-продавца" и "код предприятия-покупателя". В данном случае первичный ключ сущности "предприятие" ("код предприятия") имеет две роли в дочерней сущности.
На физическом уровне имя роли - это имя колонки внешнего ключа в дочерней таблице.
Мощность связи представляет собой отношение количества экземпляров родительской сущности к соответствующему количеству экземпляров дочерней сущности. Для любой связи, кроме неспецифической, эта связь записывается как 1:n.
ERwin в соответствии с методологией IDEF1X предоставляет 4 варианта для n, которые изображаются дополнительным символом у дочерней сущности: ноль, один или больше (по умолчанию); ноль или один; ровно N, где N - конкретное число.
Допустимость пустых (NULL) значений в неидентифицирующих связей ERwin изображает пустым ромбиком на дуге связи со стороны родительской сущности.
Обозначения мощности соответственно ноль, один или больше, один или больше, ноль или один в нотации IE приведены на рис. 1.

Рис.1. Обозначения мощности связи в нотации IE

Имя связи на логическом уровне представляет собой "глагол", связывающий сущности. Физическое имя связи (которое может отличаться от логического) для ERwin означает имя ограничения (constraint) или индекса.

1. Учебные вопросы

1. Разработка реляционной модели данных в ERwin .
2. Нормализация физической модели данных в ERwin .

2. План занятия

1. Контроль знаний путем тестирования (тест ИСЭ005).
2. Импорт сущностей в ERwin.
3. Разработка логической и физической моделей данных в ERwin с использованием методологии IDEF1Х.
4. Нормализация физической модели данных в ERwin.

1. Выполнить импорт сущностей в ER win, используя файл Данные _ИС_Имя. bpх, и на основании полученного множества сущностей разработать логическую модель данных.

Замечание: Если имена сущностей и атрибутов были созданы на кириллице (по-русски), следует их переписать латинскими символами.

1. Создать логическую и физическую модели данных, используя инструменты ERwin.
2. 
   в своей папке ИСЭ .
3. Нормализацию физической модели следует проводить путем разрешения связей МНОГИЕ-КО-МНОГИМ с помощью кнопки Many to Many Transform панели инструментов ER win Transform Toolbar.
4. Результаты работы сохранить в файле
   Модель_данных_ИС_Имя_IDEF1Х.er1 в своей папке ИСЭ .

ПРИМЕР логической модели, а также нормализованной физической модели данных, выполненной в IDEF1X-технологии приведен в .

4. Технологический процесс выполнения заданий

4.1. Технологический процесс создания моделей данных

4.1.1. Методология создания моделей (методология IDEF1X)

Методология IDEF1X используется CASE-средством ERwin для построения логической и физической моделей данных информационной системы.

ERwin имеет простой и понятный пользовательский интерфейс для построения логической и физической моделей данных, обрабатываемых системой. В логической модели допустимо создавать связи МНОГИЕ-КО-МНОГИМ между сущностями, причем имя атрибута (Attribute Name ) будет именем атрибута в логической модели, а имя столбца (Column Name ), если оно задано, будет именем атрибута в физической модели.

В любой из этих моделей можно автоматически преобразовать связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ к связи ОДИН-КО-МНОГИМ.

В результате будет создана подчиненная таблица, развязывающая связь МНОГИЕ-КО-МНОГИМ. Эта таблица будет содержать внедренный составной ключ (FK) с внедренными из главных таблиц атрибутами и соответствующими им типами данных. Если нужно изменить тип данных, это следует делать вручную.

Процесс создания модели предполагает следующие этапы:

1. Создание новой модели можно производить из окна Computer Associates ERwin или нажать кнопку создания модели. В обоих случаях на экран будет выведено диалоговое окно Create Model – Select Template (рис. 5.1).

1. В окне Create Model - Select Template следует выбрать опцию, определяющую возможности создавать модели данных определенного типа: Logical (можно создавать только Логическую модель ), Physical (можно создавать только Физическую модель ) или Logical/Physical (можно параллельно создавать обе модели: и Логическую , и Физическую ). Чтобы иметь больше возможностей, целесообразно выбрать последний вариант – Logical/Physical .
2. В группе Target Database из списка, предложенного в поле Database , выбрать систему управления базами данных (СУБД) – SQL Server , а в поле Version нужную версию – 2000 .
3. В появившемся окне < Main Subject Area > / Display] выбрать из списка тип создаваемой модели: Logical или Physical (рис. 5.2).

В панели инструментов ERwin Toolbox содержатся кнопки, позволяющие добавлять в модель данных и редактировать ее отдельные фрагменты:

4.1.2. Технологический процесс создания логической модели данных

В процессе создания модели сущности могут быть внедрены путем импорта из словаря сущностей, разработанного в BPwin, или путем создания с помощью кнопки Entity на панели инструментов.

Импорт сущностей в ERwin

Замечания

• Экспорт и импорт сущностей можно производить только один раз.
• После проведения импорта сущностей из BPwin флажки Exchange with ERwin и кнопки Update и Delete в диалоговом окне Entity and Attribute Dictionary Editor становятся тусклыми. Это происходит потому, что нельзя изменять сущности и атрибуты, которые BPwin использует совместно c ERwin.

1. Создание новых сущностей.
   • Нажать кнопку добавления сущностей Entity и щелкнуть мышью в пределах окна модели.
   • Вписать имя сущности и нажать Enter, после чего вписать имя атрибута сущности.
   • Для выбора нужного шрифта выполнить п.п. 1.9–1.12.
2. Добавление новых атрибутов.
   • В контекстном меню сущности выбрать команду Attributes … и в появившемся окне (рис. 5.4) нажать кнопку New.
   • В окне New Attributes (рис. 5.6) вписать имя атрибута в поле Attribute Name .
   • Установить тип данных каждого атрибута для каждой сущности: Текстовый (String), Числовой (Number), Дата/время (Datetime) или поле МЕМО (B inary L arge Ob ject, Blob) (рис. 5.5 или рис. 5.6) .
   • Определить ключевые атрибуты, установив флажок Primary Key в окне Attributes (рис. 5.5) после выделения нужного атрибута в поле Attribute.

Установка связей между сущностями

1. Установка связи МНОГИЕ-КО-МНОГИМ:
   • В панели инструментов Erwin Toolbox нажать кнопку Many-to-many Relationship .
   • Последовательно щелкнуть левой клавишей мыши на именах сущностей, между которыми требуется создать связь (рис. 5.7).

1. Установка идентифицирующей связи ОДИН-КО-МНОГИМ:
   • В панели инструментов Erwin Toolbox нажать кнопку Identifying Relationship.
   • ключевого ключевого атрибута подчиненной сущности (FK) , находящейся на стороне МНОГО (рис. 5.8).
   • В подчиненной сущности формируется составной ключ.

1. Установка неидентифицирующей связи ОДИН-КО-МНОГИМ:
   • В панели инструментов Erwin Toolbox нажать кнопку Non-identifying Relationship .
   • Последовательно щелкнуть левой клавишей мыши на именах сущностей, между которыми требуется создать связь. Результатом создания связи будет внедрение ключевого атрибута главной сущности в качестве неключевого атрибута подчиненной сущности (FK) , находящейся на стороне МНОГО (рис. 5.9).

4.1.3. Технологический процесс создания физической модели данных

Результатом выполнения команды будет автоматически созданная физическая модель, в которой вместо сущностей будут представлены таблицы, а вместо атрибутов сущностей – поля таблиц.

1. В физической модели проверить типы данных и установленные между таблицами связи.

4.2. Технологический процесс нормализации физической модели данных (методология IDEF1X)

1. В окне Computer Associates ERwin – }
   Напечатать